提高數控車內錐加工表面方法的探究

呂航鷹

【摘要】數控車床加工內錐型零件，其表面發白，不光是常見的質量問題。實際加工過程中影響內錐質量的原因有很多，如有操作工技術熟練的原因；有夾具沒有夾緊的原因；有編程方面的原因；有PLC方面的原因；有刀具方面的原因；有加工材料性質原因；有車床機械方面的原因；也有可能是參數設置的原因。本文結合實際過程中出現的問題，闡述解決問題的方法過程。

【關鍵詞】數控車；發白；內錐；間隙；導軌

本文將以一臺經濟型數控車床為例，其所用的系統為GSK928TEG系統。簡述三個月內，其產品出現車內錐不光，發白等問題及解決辦法。

一、故障分析

該數車車內錐出現光潔度不穩定，即錐度表面不光，發白。研磨一下刀頭，沒做幾十個又出現發白，剛開始時可以做二、三百個與正常四，五百個相差不算太大，還以為操作工刀頭研磨的不夠好，或者是這顆刀頭質量不過關造成的。換技術熟練程度最好的員工，并且換另外一臺正常生產的刀頭。但是結果還是一樣車內錐不光。從原來二，三百個到后來只能生產十幾個合格的產品，其余內錐表面都達不到要求，與正常的四，五百個相差實在太遠。

為了證實該車床確實存在機械方面的原因。查閱該車床說明書，及該車變頻器，X、Z軸驅動器的說明書。該車是用東芝變頻器，F419號參數可以調節系統對變頻命令的相應速度。即調整主軸的剛性，數據調大則剛性加強，調小則剛性減弱。首先把參數Au2的參數調整為2，即矢量控制+自動調整。復位，手動啟動主軸，再把參數F419從原來20按說明書上的要求每次增加10%左右，一直調到50，不管調到多大，對車內錐無變化，沒車幾個內錐，內錐表面就開始發白。又調X軸，Z軸驅動器參數，該驅動器為DA98A交流伺服驅動器，它該調的參數是5號：速度比例增益。6號：速度積分時間常數。7號：轉矩制令濾波器。8號：速度檢測低通濾波器。9號：位置比例增益。10號：位置前饋增益。按照說明書調大調小增加剛性還是減小剛性，對車內錐光潔度作用不大，還是跟原來一樣只能車幾十個內錐表面就發白。證實該車存在機械方面的原因很大。

二、機械故障的診斷與維修

該車床從進廠到出毛病，只生產了三個月的合格產品，所以首先考慮的還是增強主軸的剛性，把主軸電機原來110mm的皮帶輪換成60mm的皮帶輪，利用電機高速轉動的慣性來增強主軸的剛性，剛性確實有所提高，但是對車內錐表面光潔度的作用還是不大。換主軸前座NN3011K/P5W33哈爾濱的滾珠軸承及主軸后座7209ACTA/P5DBB哈爾濱的配對軸承，車內錐，內錐表面還是發白。

手動快速移動X軸、Z軸無雜音，X軸、Z軸的絲杠及配對軸承問題應當不大。考慮到電機和絲杠使用梯形齒同步帶連接的，梯形齒同步帶與圓形齒同步帶相比應當是圓形齒的同步帶傳動性能好，傳遞的剛性強一些。所以把梯形齒同步帶及同步帶輪換成圓形齒同步帶及同步帶輪。最終效果還是不理想，車內錐沒幾個，內錐表面就發白，沒辦法，只能把X軸、Z軸的配對軸承都換過，結果還是一樣，沒車幾個內錐，內錐表面就發白。

把百分表固定在Z軸拖板上，針頂著X軸拖板，用單步F20移動X軸，沿正方向移動2mm，又沿負方向移動2mm，百分表的指針相差0.01mm，這樣重復5次，每次的結果都一樣，證明X軸絲杠及軸承的反相間隙只有0.01mm，符合車床的標準。把百分表的針頂著拖板的左邊，左右推動X軸拖板，百分表的指針不動，X軸拖板的賽鐵位置正好，說明X向拖板幾乎無磨損。

把百分表固定在Z軸V型導軌上，針頂著Z軸拖板，用單步F20移動Z軸，正負方向各1mm，百分表的指針無相差，說明Z軸絲杠及軸承無間隙。左右推動大拖板，百分表的指針在0.02mm范圍內轉動，說明Z軸拖板與Z軸導軌存在間隙，調緊Z軸賽鐵螺絲，每個螺絲只緊1/8圈，再用百分表打出Z周來回移動的間隙，當每個螺絲擰到5/8圈時測出Z軸的反相間隙是0.1mm時，固定賽鐵螺絲的螺母。左右推動Z軸拖板，指針紋絲不動，拖板V型槽與V型導軌已經精密配合。夾上產品重新車內錐，又可正常生產四，五百個左右的合格產品，試了幾天換了幾個刀頭都正常，說明故障已經排除。

三、小結

該車在車內錐不光，使人容易想到刀頭質量的原因，員工技術的原因，主軸軸承及X軸，Z軸軸承，及絲杠的還壞，其實不然，Z軸拖板，V型槽與Z軸V型導軌的精密配合關系很大，如果有大的間隙，使Z軸絲杠螺母帶動Z軸托板移動時，很容易產生抖動，引起做內錐刀尖的脫落（肉眼看不出），才影響車內錐表面發白的現象。

參考文獻：

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