挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)支撐安裝面如何保證平面度

馬陸 李沖

徐州徐工挖掘機(jī)械有限公司 江蘇徐州 221000

1 對(duì)于大型主體回轉(zhuǎn)支撐平面在加工過(guò)程中出現(xiàn)平面度超差，主要包括以下幾個(gè)方面

1.1 從機(jī)床本身角度分析

（1）端面銑削時(shí)銑床主軸軸線與進(jìn)給方向不垂直使刀具產(chǎn)生仰角。當(dāng)銑床主軸軸線與進(jìn)給方向不垂直時(shí)，銑刀盤在切屑加工中是以一個(gè)a仰角角度傾斜加工的，銑刀盤的直徑大小與平面度的實(shí)際值相關(guān)，同樣的仰角，銑刀盤直徑大，凹處淺；銑刀盤直徑小，凹處深（即最終的平面度數(shù)值大）。一般情況下，切削加工大平面應(yīng)盡量選擇大直徑刀盤來(lái)加工，但有時(shí)因設(shè)備刀庫(kù)原因，只能夠選擇小直徑刀盤來(lái)加工大平面。當(dāng)加工大平面時(shí)，其采用小直徑刀具的軌跡和切削余量設(shè)定不合理，這樣導(dǎo)致最終加工平面時(shí)的平面度滿足不了要求。

（2）銑床主軸軸承的軸向和徑向間隙過(guò)大。機(jī)床主軸是裝夾刀具或工件的位置基準(zhǔn)，它的誤差也將直接影響工件的加工質(zhì)量。機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度是機(jī)床主要精度指標(biāo)之一，其在很大程度上決定著工件加工表面的形狀精度。主軸的回轉(zhuǎn)誤差主要包括主軸的徑向園跳動(dòng)誤差，軸向竄動(dòng)誤差和擺動(dòng)誤差。此失效機(jī)理最具有代表性的加工方式是在立式銑床上加工平面時(shí)出現(xiàn)，當(dāng)主軸的竄動(dòng)量超過(guò)設(shè)備技術(shù)指標(biāo)時(shí)，其主軸的竄動(dòng)原因直接反映在加工面上，即加工面的初始位置會(huì)加工偏深，隨著銑刀盤的進(jìn)入，當(dāng)?shù)毒呤艿揭欢ǖ妮S向力時(shí)，安裝有刀具的主軸開(kāi)始朝上微移，這樣加工面就出現(xiàn)輕微的臺(tái)階面，當(dāng)微移嚴(yán)重時(shí)直接導(dǎo)致整個(gè)加工面出現(xiàn)平面度超差的現(xiàn)象[1]。

（3）銑床工作臺(tái)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的直線性差。產(chǎn)生銑床工作臺(tái)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的直線性差的最主要原因有設(shè)備在安裝調(diào)試之前沒(méi)有調(diào)試到位，導(dǎo)致工作臺(tái)在移動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)直線度誤差；其次機(jī)床“導(dǎo)軌的不均勻磨損”也是一個(gè)重要的原因。因?yàn)閷?dǎo)軌的不均勻磨損，直接造成導(dǎo)軌的直線度數(shù)值偏大，使其加工過(guò)程中走刀方向的平面出現(xiàn)凹或凸的走勢(shì)，最終導(dǎo)致加工面的實(shí)際測(cè)量數(shù)值超出允許范圍。

1.2 從刀具自身精度分析

（1）盤銑刀自身精度的缺失，它主要由刀盤體、刀齒模塊和刀片等組成。刀齒模塊均勻固定在刀盤體上每個(gè)刀塊上安裝有可轉(zhuǎn)位刀片。用螺釘將刀片固定在刀塊上，刀盤有從60mm到500mm大小不等，刀片角度常用的有45度75度、90度。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,轉(zhuǎn)位靈活、使用方便在加工中是最主要的刀具之一。

（2）由于盤銑刀的直徑小于加工面的寬度時(shí)由于接刀而產(chǎn)生接刀痕。當(dāng)材料切削表面很大，刀具無(wú)法一次切削加工時(shí)我們經(jīng)常會(huì)分有數(shù)刀加工，這樣為了表面能夠連續(xù)完全加工，那么我們就會(huì)有重復(fù)加工的位置，對(duì)于重復(fù)加工的部位承受切削力不一致，就會(huì)在看似同一個(gè)面上有接刀痕，在生產(chǎn)加工中接刀痕是造成平面度超差的重要因素。

1.3 從工裝毛坯角度分析

（1）工裝上部件的功能缺失。一般的加工零件都有4個(gè)支承塊來(lái)支撐，由于設(shè)備使用時(shí)間偏長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致4個(gè)支承塊磨損程度不一樣，這樣當(dāng)加工零件在夾具壓緊的情況下，會(huì)出現(xiàn)三點(diǎn)硬，一點(diǎn)軟。加工過(guò)程中由于對(duì)角加工的夾緊硬點(diǎn)變化，造成加工面出現(xiàn)凹面而導(dǎo)致平面度超差。同樣，支承塊上面有切屑一樣可能造成加工面出現(xiàn)凹面。

（2）工裝的設(shè)計(jì)不合理。夾具主要由定位裝置、夾緊裝置、夾具體、連接元件、對(duì)刀元件組成。銑削加工時(shí)，切削力較大，又是斷續(xù)切削，振動(dòng)較大，因此銑床夾具的夾緊力要求較大，夾具剛度、強(qiáng)度要求都比較高。工裝設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)采用六點(diǎn)定位原理來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)，當(dāng)工件的一個(gè)或幾個(gè)自由度被不同的定位元件重復(fù)限制時(shí)會(huì)產(chǎn)生過(guò)定位，過(guò)定位會(huì)導(dǎo)致工件或定位元件變形，影響加工精度，因此工裝的過(guò)定位也是影響平面度超差因素之一。

2 解決問(wèn)題

（1）設(shè)備的控制最主要是消除主軸的軸向竄動(dòng)，定期檢查振動(dòng)，及時(shí)更換軸承，這樣可以消除銑刀盤初始進(jìn)入平面時(shí)的偏深加工及加工出頭時(shí)的偏深加工。另外，主軸與夾具支撐面或與X軸、Y軸滑臺(tái)導(dǎo)軌的垂直度控制及銑床工作臺(tái)導(dǎo)軌面防止出現(xiàn)過(guò)度磨損情況等，需要員工做好機(jī)床的自檢與維護(hù)工作，也因此我們成立了TPM小組[2]。TPM的含義是全員生產(chǎn)保全。是以提高設(shè)備綜合效率為目標(biāo)，以全系統(tǒng)的預(yù)防維護(hù)為過(guò)程，全體人員參與為基礎(chǔ)的設(shè)備保養(yǎng)和維護(hù)管理體系。有效的消除主軸與導(dǎo)軌面不垂直的問(wèn)題。減少主軸伸出長(zhǎng)度增加主軸剛性的同時(shí)選擇比較大的刀具進(jìn)行回轉(zhuǎn)支撐面的銑削。關(guān)于機(jī)床加工中心B軸鎖緊力下降這個(gè)問(wèn)題，我們?cè)诩庸E700主體一下的小型號(hào)主體時(shí)并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)機(jī)床液壓鎖緊力下降問(wèn)題，因此我們通過(guò)對(duì)機(jī)床廠家聯(lián)系，對(duì)機(jī)床的功能重新學(xué)習(xí)重新挖掘，通過(guò)細(xì)致的學(xué)習(xí)我們知道了機(jī)床廠家在工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)位置上有四個(gè)位置留有液壓定位銷孔，分別為0度，90度、180，度、270度，在立著裝夾主體之前，我們將工裝的四個(gè)支撐釘設(shè)置在0度平面上，并且使用刀具進(jìn)行少量切削校準(zhǔn)。在加工程序內(nèi)增加了M41指令后，每次在旋轉(zhuǎn)到需要加工的回轉(zhuǎn)支撐平面后會(huì)有自動(dòng)插銷鎖緊功能。這樣增加了B軸的鎖緊力，有效的解決了B軸鎖緊力達(dá)不到加工性能的問(wèn)題

（2）刀具在使用之前我們需要對(duì)刀具精度重新確認(rèn)，通過(guò)對(duì)刀儀，我們可以很清楚了檢驗(yàn)到刀具的各個(gè)參數(shù)，以及刀片的磨損程度，做到所有的精加工用盤銑刀全部能夠保證加工需求。我們將盤銑刀分成粗加工用和精加工用，粗加工用的就可以是那些自身精度難以保證的刀具，這樣不但能夠很好的節(jié)約刀具成本而且加工質(zhì)量也得到進(jìn)一步的提升[3]。另外對(duì)于接刀痕我們可以盡量選擇在精加工時(shí)一次加工成形，不要用小的面銑刀重復(fù)銑削。合理調(diào)整最后精加工的切削用量，減少工件的切削力等。

（3）對(duì)于工裝，我重新進(jìn)行改善，將原來(lái)容易產(chǎn)生過(guò)定位的四點(diǎn)定位點(diǎn)改成三定定位，一定輔助可調(diào)節(jié)定位，在平面懸空的部位增加輔助支撐裝置，減少工件的振動(dòng)，提高了工件在工裝上的整體剛度。