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磨削技術

數控外圓磨床加工過程中，工件內孔尺寸逐步增大的處理方式

發布時間：2023/1/1

　　故障磨床：西班牙數控外圓磨床系統，采用GE發那科210系統。
　　磨床故障現象：該磨床在自動加工過程中，零件內孔直徑尺寸不穩定，內孔尺寸逐步增大。
　　磨床故障檢查與分析：故障產生的原因：
　　(1)機械間隙大，造成零件加工時尺寸變化。
　　(2)機械潤滑不良或機械有卡阻現象。
　　(3)機械絲杠損壞。
　　(4)反饋或連接電纜不良。
　　(5)磨床參數設定不當。
　　(6)系統軟件不良。
　　磨床故障檢查如下：
　　(1)檢查機械運動是否過緊，發現沒有問題。
　　(2)用千分表檢查機械反向間隙，結果最大點為0.02mm，同時反向間隙補償參數1851為“O”，說明沒有進行補償，該結果顯示機械反向間隙稍大，但累計誤差不會這么大。
　　(3)檢查磨床反饋電纜及連接插頭沒有異常現象。
　　(4)檢查磨床參數設定，沒有發現問題。
　　(5)對磨床進行伺服軸初始化，故障沒有排除。
　　經試驗發現更新砂輪后，實際測量一批工件，測得的數據顯示，前80個工件，每件大約有0.003mm的實際誤差并在逐步減少，當加工到100件以后尺寸基本變為穩定狀態。
　　磨床故障處理：該磨床采用兩軸控制，在每加工一件零件前對砂輪都需要進行一次修整，砂輪修整器和工件在磨床x軸的兩側，如圖9—14所示。
　　修整時系統執行砂輪修整宏循環程序，將x軸移動到機械坐標+X490后，z軸開始工進對砂輪進行修整，每次修整量為0.02mm。修整結束后由系統自動將修整量0.02mm加入到磨床絕對坐標系中。當修整循環結束后，系統調用自動循環加工程序，將砂輪移動到機械坐標+X10對工件進行正常加工。
　　由于該磨床在加工到100件以后尺寸基本變為穩定狀態，說明磨床系統軟件及刀具磨耗補償等沒有問題。而且對磨床進行了伺服軸初始化和參數的檢查，說明磨床參數及伺服故障也基本排除。在檢查機械反向間隙時，結果最大點為0.02mm，同時反向間隙補償參數1851為“0”，此時機械反向間隙稍大，雖然不至于造成這么大的累計誤差，但磨床定位精度會有一定的變化。由于沒有激光干涉儀、步距規等檢測儀器，但可以利用簡單的方法對磨床進行檢測，如圖15所示。
　　圖15利用千分表進行測量
　　　

　　采用千分表對磨床移動進行分段測量，將X軸移動到機械坐標+X490位置，將磁力表座安放到磨床固定位置上，表頭垂直測量x軸的移動量，由于千分表的測量范圍有限，因此需要進行分段測量，每次移動0.1 mm。需將測量結果進行記錄并進行超過5次的測量，同時將結果取平均值。然后將X軸移動到機械坐標+XIO位置進行同樣的測量并記錄。在修整器位置測量的數據見表3。
　　表3 在修整器位置測量的數據

測量點	機械坐標	移動距離／nun	測量點	機械坐標	移動距離／mm
l	4810	O.084	ll	489	O.085
2	489.9	0.086	12	488.9	O.086
3	489.8	0.085	13	488.8	O.098
4	489.7	O.084	14	488.7	0.090
5	489.6	0.085	15	488.6	0.091
6	489.5	0.083	16	488.5	0.095
7	489.4	0.085	17	488.4	O.098
8	489.3	0.086	18	488.3	0.098
9	489.2	0.084	19	488.2	0.098
10	489.1	O.O83	20	488.1	0.098

　　由測得的數據經計算在修整位置每移動0.Imm時實際的移動距離也應該在0.1mm左右，但在實際測量后其結果有大約0.011mm的誤差，在此處共測量了20段距離，經計算系統指令移動距離為0.1×20mm.--2mm。
　　在修整器位置的移動距離為：　
(0.084+0.086+O.085+0.084+0.085+0.083+0.085+0.086+0.084+0.086+0.085+0.086+0.090+0.086+0.091+0.095+0.098+0.098+0.099)mm=1.777mm
　　在工件位置測量的數據見表4
　　表4在工件位置測量的數據

測量點	機械坐標	移動距離／nun	測量點	機械坐標	移動距離／mm
1	10	0.102	11	11	O.099
2	10.1	O.101	12	11.1	0.101
3	10.2	O.099	13	11.2	0.095
4	10.3	0.103	14	11.3	0.096
5	10.4	0.101	15	11.4	0.101
6	10.5	0.095	16	11.5	O.095
7	lO.6	0.099	17	11.6	O.099
8	10.7	0.097	18	11.7	0.097
9	10.8	0.102	19	11.8	0.102
10	10.9	O.104	20	11.9	0.101

　　由測得的數據可知，在工件位置每移動0.1mm時實際的移動距離誤差0.0006mm，在此處共測量了20段距離，經計算在工件位置的移動距離為： (0.102+0.101+O.099+0.103+0.101+0.095+0.099+0.097+0.102+0.104+0.099+0.101+0.095+0.096+0.101+0.095+0.099+0.097+0.102+0.101)min=1.989mm
　　根據上面的計算說明當系統給出2mm的移動距離時，實際的移動距離誤差為0.0006mm，由于測量中存在誤差，所以該誤差可以忽略。而在修整位置磨床實際只移動了1.777mm。這樣在修整過程中砂輪將要少修整一定的量，也就是修整后的砂輪直徑將要比程序中預計值大。因此在加工過程中當磨床對砂輪修整后，由于修整設定值為0.02mm，所以在修整時平均少修整了0.0022mm的量，當修整后的磨床砂輪進行內孔加工時，工件內孔直徑會平均加大0.0022mm的量。
　　根據以上的判斷，該絲杠在修整器位置由于碰撞有變形情況。對該磨床可以采取的維修方法如下：
　　(1)采用絲杠螺距補償。
　　(2)可以將修整器加長，使變形部分不在磨床修整段內。
　　由于絲杠已經變形，磨床定位精度已經有偏差，因此采用以上兩種方式都不適合，所以采取了更換絲杠的方法進行修復。

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