平面磨床“掉刀”問題的分析與研究

陸受東

摘 要：“掉刀”是平面磨削加工中常見的問題，該問題的產生，給正常加工帶來了很大的影響，造成工件不合格甚至報廢，經濟效益受到嚴重的損失，重者造成砂輪爆裂，出現安全事故，嚴重危害人身安全。因此，本文結合我公司生產的平面磨床，針對“掉刀”問題的相關原因，展開了分析和研究，其目的就是采取合理的措施，有效解決該問題，進而保證平面磨床加工的穩定性和安全性。

關鍵詞：平面磨削;“掉刀”問題;分析;研究

中圖分類號：TG536 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）02-0062-02

0引言

平面磨削是一種非常重要的機械加工手段，平面磨床則是使用范圍最廣的機床之一，是發展精密制造業必不可少的關鍵裝備，其廣泛應用于工業生產各個領域，諸如模具、工量具、汽車、軸承等機械制造行業。

“掉刀”問題主要是指機床在加工過程中，垂直進給時，進刀量時大時小，或突然落刀，刀架瞬間自動向下滑落的現象，其實質為移動時因導軌結合面摩擦系數不均（波動）而產生移動阻滯現象。該問題的產生，給正常加工帶來了很大的影響，造成工件不合格甚至報廢，經濟效益受到嚴重的損失，重者造成砂輪爆裂，出現安全事故，嚴重危害人身安全。因此，在機床加工的時候，需要明確“掉刀”問題產生的原因，采取合理的解決措施，避免“掉刀”問題的產生，進而保證平面磨床加工的質量，盡最大程度上實現良好的經濟效益。

1平面磨床垂直進給機構

圖1為我公司生產平面磨床垂直進給機構圖。磨頭采用壓板夾緊于立柱上，通過垂直進給機構，可沿立柱兩平導軌作垂直升降運動，由伺服電機經蝸輪蝸桿減速機、滾珠絲杠副傳動，垂直升降配有液壓平衡油缸及鏈輪機構。

2“掉刀”問題產生的主要原因

（1）導軌面、壓板面、楔鐵配合間隙大，有松動現象（接觸點磨損或有虛假點子）。（2）傳動裝配質量不良，有憋勁現象，絲桿與螺母磨損，配合間隙大。（3）潤滑不好或失效，運動部件處于干摩擦狀態。（4）垂直傳動系統配置可靠性差。（5）液壓系統穩定性有波動。

3解決“掉刀”問題的主要措施

明確“掉刀”問題產生的原因以后，在下面的內容中，主要是針對“掉刀”問題解決的有效措施，展開了分析和闡述。

3.1從裝配工藝上嚴格保證裝配質量（圖2）

嚴格檢查立柱導軌大面2和陰面（壓板結合面）9、側面（靠面、彎頭塞貼結合面）4之平行度（謹防出現喇叭口現象）、直線度，平行度允差0.015/1000，直度度允差0.01/1000。

磨頭體大面、靠面、壓板結合面、壓板、彎頭塞鐵配刮時，工藝上注意以下幾點：（1）涂色法檢查，刮點12～16點/25×25，中部點子稍軟（8～10點/25×25）。（2）涂色法檢查，必須為面接觸，嚴防線接觸，接觸點均勻分布，全長≥75%，全寬≥60%。（3）優先配好垂直進給機構（滾珠絲桿一側）壓板（不可調整），以免影響滾珠絲桿精度。（4）配研壓板時，涂色法檢查時必須擰緊全部螺釘后，再放在立柱上移動配研（注意：中部點子稍軟，應先擰緊中間兩螺釘，再依次向外擰緊其余螺釘）。（5）刮研表面要光潔，清洗零件，避免刮研殘留物、碎末等雜質刮傷導軌、堵塞潤滑油孔。

滾珠絲桿安裝時，嚴格檢查滾珠絲桿中心與立柱導軌的平行度（上母線/側母線）0.015mm/全長。（1）檢測時，打表必須檢測到滾珠絲桿的兩端，防止出現兩頭憋死現象。（2）手動搖轉滾珠絲桿（旋轉必須輕重一致）檢查，必須使磨頭上、下移動勻稱、靈滑，保證磨頭在立柱導軌全長內行動無啃住（阻滯）現象，千分表檢測指針無跳動。（3）裝好后達到轉勻而無軸向間隙，否則配磨軸承墊圈。

3.2保證導軌充分潤滑

如（圖3）所示，導軌潤滑采取是點動潤滑方式，由時間繼電器控制，開機后油站供油，潤滑油從潤滑站上油泵泵油沿油路分別進入分油器，分別進入垂直滾珠絲杠潤滑口13、彎頭楔鐵潤滑口5、磨頭體兩進油孔潤滑口3、12（通過工藝孔流入左、右壓板）。

每天開機時，必須通過操作按鈕站上的“點動潤滑”按鈕進行人工供油，以防導軌失油導致干摩擦，加速刮研點子的磨損，嚴重者導致導軌拉傷。

3.3優化垂直傳動系統配置

在加工的時候，為了保證加工的效果，以及磨頭重量的平衡性，一般都是利用伺服電機（蝸輪蝸桿減速機）減輕荷載，并且滿足快速度運動響應的需求。但是，由于該系統的配置相對較為簡單，僅僅可以實現基本功能，若是后期一旦控制不好，很容易導致“掉刀”問題的產生。（1）可以在驅動裝置中安裝電動機抱閘系統，并且在電動機抱閘系統中串入繼電器，這樣可以有效起到控制的目的，進而避免平面磨床“掉刀”問題的產生。（2）可以在控制系統中安裝自動報警裝置，這樣一旦平面磨床“掉刀”問題發生的話，報警系統就會啟動，禁止各軸給進，停止機床的加工，對該項問題進行解決，這樣可以有效避免發生工件損壞，以及經濟效益造成嚴重的損失。

3.4優化液壓系統

液壓系統優化是解決機床“掉刀”問題的一個有效方式，具體的內容如下。

（1）為了保證升降過程中的壓力，需要根據原有的液壓系統的運行狀態，進行系統的局部優化和改造，如圖3所示。若是平衡油缸和外部液壓系統工作所呈現的壓力，依舊是由泵上的先導溢流閥設定，那么優化的時候，需要根據實際情況，應當新接入溢流閥，這樣可以對平衡油路回油進行控制，這樣可以有效避免異常情況的產生。

（2）在溢流閥設定以后，需要嚴格對壓力值進行控制，通常沒有特殊要求的話，其壓力應當控制在0.5MPa左右，并且磨頭若是處于下移的時候，油液需要經過溢流閥進入油箱，這樣可以在一定程度上減輕對泵的工作荷載，進而降低平面磨床“掉刀”問題的產生，為保證機床加工的穩定性和安全性，給予了基礎性的保證。例如：在機床生產加工的時候，通過利用壓力檢測設備，時刻分析壓力值，一旦出現異常立即進調整，這樣大大降低了“掉刀”問題的產生。