0 引言
SZ25-30-12型數(shù)控龍門導軌磨床是德國希斯公司制造的, 其工作臺長寬分別為12000mmX2500mm,如表 1 所示。自 2007 年我廠使用以來,其磨削質(zhì)量一直相當穩(wěn)定。近期,在磨削鏜床立柱導軌面時出現(xiàn)了以下問題:(1)鏜床立柱導軌面出現(xiàn)磨削振紋[1]如圖 1所示,波距 t=8~12mm,工件斜導軌上比較明顯;(2)波紋波距有時成倍增加;(3)主軸出現(xiàn)發(fā)熱的情況。
1 產(chǎn)Th磨削振紋原因判斷
SZ25-30-12數(shù)控龍門導軌磨床采用定梁式龍門結(jié)構(gòu),機床配備周邊和萬能兩個磨頭, 能滿足各種導軌面的精加工要求。周邊磨頭前后軸承采用內(nèi)圓偏心圓弧面動靜壓滑動軸承, 前后軸承端面有環(huán)形油腔,能同時承受軸向和徑向載荷。滑動軸承采用壓力潤滑,以減少高速直接啟動時抱軸的危險。以0.2MPa壓力的壓力油通過箱體上的油孔進入軸承上的環(huán)形槽, 然后送到4個徑向油腔和端面油腔。軸承除具有偏心圓弧外,還有相當一部分圓柱形的圓弧, 組成復式油楔。工作時滑動軸承處于液體摩擦狀態(tài),承載油膜可完全消除磨損,并具有良好的吸振、緩沖等優(yōu)點。導軌磨床產(chǎn)生振紋的原因主要有以下幾個方面:(1)主軸動平衡精度差[2]。(2)磨頭滑動軸承壓力潤滑系統(tǒng)的壓力波動。(3)砂輪靜平衡不合格。(4)砂輪修整粗細不一致。(5)工作臺導軌面潤滑油過多或過少。(6)機床周圍工作環(huán)境差,機床附近有振源,使機床振動產(chǎn)生振紋。(7)滑動軸承的油膜靜剛度差,導致軸承承載力下降,不能滿足機床的工作性能要求[3]。
2 故障原因的排查與分析
首先對機床主軸進行動平衡檢查,使用SB-1700便攜式現(xiàn)場動平衡儀對機床主軸進行現(xiàn)場動平衡檢查,結(jié)果顯示砂輪軸動平衡等級達到G0.4級。接著對砂輪進行靜平衡,將砂輪裝于主軸上,在修整砂輪后再次進行動平衡測試,動平衡測試結(jié)果滿足機床動平衡要求。隨后又對滑動軸承壓力潤滑的液壓系統(tǒng)、工作臺導軌面潤滑及潤滑油溫度控制單元進行檢查、調(diào)整,確保壓力潤滑系統(tǒng)、工作臺導軌潤滑系統(tǒng)和主軸潤滑冷卻系統(tǒng)均達到機床工作要求。經(jīng)試磨削后,加工工件的明暗條紋仍然存在,因此可以排除以上因素導致機床在磨削中產(chǎn)生明暗振紋。機床有獨立的地基,地基周圍有防振溝,機床周圍沒有其他明顯振動源,工作環(huán)境對機床的影響也可以排除。通過以上的排查可以基本消除機床主軸動平衡、砂輪靜平衡、機床主軸動靜壓潤滑系統(tǒng)、機床工作臺導軌面潤滑系統(tǒng)和附近振源的影響,最終確定引起磨削振紋的原因為滑動軸承剛性不足。
2.1 磨頭結(jié)構(gòu)草繪及工作原理
確定振紋產(chǎn)生原因后,首先對滑動軸承所在的磨頭進行草圖繪制及工作原理分析。磨頭的主軸結(jié)構(gòu)如圖2所示。
對流體動壓可傾瓦滑動軸承背向安裝,使主軸獲得軸向和徑向定位。前軸承是固定的,后軸承可作軸向游動。后軸承外圈可以游動實測值 0.75mm(實測值),瓦塊及主軸游動 0.32mm(實測值), 由此游動出現(xiàn)的縫隙,當主軸受熱伸長時,工作端仍不受影響。實際拆開后,發(fā)現(xiàn)這種軸承有 8 塊浮動錐面軸瓦,互相連在一起,軸瓦裝在軸承環(huán)內(nèi)。軸瓦表面是一層巴氏合金(還有一種說法鉛基軸承合金),基體上有一層塑料,有一定彈性,使軸瓦有自位作用。在數(shù)千公斤的軸向予加負載作用下,主軸不回轉(zhuǎn)時,軸瓦表面的滑動油腔壓住主軸,主軸旋轉(zhuǎn)時,產(chǎn)生剛度很大的楔形油膜,使主軸獲得很高的旋轉(zhuǎn)精 度。這種軸承的予加負載是由蝶形彈簧產(chǎn)生的。由于主軸不旋轉(zhuǎn)時處于夾緊狀態(tài),因此必須要有特殊的起動裝置,否則需要很大的起動功率。該機床起動過程如下:按壓磨頭“啟動”按鈕,齒輪油泵首先起動,壓力油流入卸荷環(huán)似的背后,克服彈簧力,并推動后軸承,使處于卸荷狀態(tài)。此時滾珠軸承代替后軸承支承主軸。當壓力繼電器和時間繼電器都動作,磨削驅(qū)動電機起動,達到全速后,油泵停止,油壓卸荷,碟形彈簧重新推動后軸承,并作用于主軸使前后軸承的軸瓦和軸頸之間的間隙為 0.001 毫米左右, 由此獲得極大的油膜剛度。與此同時,滾珠軸承被推開,與主軸脫離接觸。據(jù)稱這種軸承幾乎沒有什么磨損,實際上無須維護和保養(yǎng)。
宇匠數(shù)控 備注:為保證文章的完整度,本文核心內(nèi)容由PDF格式顯示,如未有顯示請刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試,手機瀏覽可能無法正常使用!
4 結(jié)語
此次導磨磨頭修復是本機床第一次修復,機床修復成功說明了維修方案是正確的,維修過程分析了磨頭工作原理和草圖繪制,為今后導軌磨床維修和設(shè)計積累了經(jīng)驗,并為我廠節(jié)省了修復資金,望能給讀者以啟發(fā)。
2024-11
本文以組合式六角亭模型為實例,分析工藝難點與加工可行性,指出該模型的加工難點是模型形狀不規(guī)則和整體剛性差,并通過設(shè)計新的工藝方案解決加工難點,完成了模型整體的加工。新的加工工藝有助于提高加工效率和精度,為五軸數(shù)控加工提供了一個典型案例,對于五軸加工中心數(shù)控加工也具有指導作用和重要… [了解更多]
2024-11
宇匠數(shù)控 備注:為保證文章的完整度,本文核心內(nèi)容由PDF格式顯示,如未有顯示請刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試,手機瀏覽可能無法正常使用!本文摘要:通過對混聯(lián)五軸加工中心自適應(yīng)深度學習控制方法的 研 究,可 知 此 方 法 的 創(chuàng) 新 之 處 在 于:1)建 立 了 機 床 的 運 動 學 … [了解更多]
2024-11
在機測量技術(shù)由于其成本低、檢測效率高、無需二次裝夾等優(yōu)勢被廣泛用于零件加工測量當中,使得五軸加工中心和五軸鉆攻中心,同時又兼具測量功能。在機測量系統(tǒng)的構(gòu)成如圖1所示,硬件部分主要是由高精度探頭、信號接收器、機床整個本體,軟件部分由機床控制系統(tǒng)、測量軟件等組成[8]。待零件加工完成… [了解更多]
2024-11
?加工精度是影響機床性能和產(chǎn)品質(zhì)量的主要難題,也是制約國家精密制造能力的重要因素。本文以五軸加工中心為對象,針對提升機床精度進行了研究。并且隨著科技的發(fā)展,精密的儀器和零件在生產(chǎn)實踐中占據(jù)的分量逐漸增加,在數(shù)控機床這種精密機器精度不斷提高的同時,必須控制內(nèi)外界環(huán)境的隨機影響因素在… [了解更多]