提升數(shù)控沖床加工精度及使用壽命的研究

楊皓天　萬騰　趙強(qiáng)　劉瑤

摘 要：數(shù)控沖床是機(jī)械加工中必不可少的加工設(shè)備，具有加工效率高、質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，在使用數(shù)控沖床進(jìn)行零件加工的過程中，通過對機(jī)身硬件及系統(tǒng)軟件的調(diào)整能夠在一定程度上降低加工誤差的影響，提高加工精度，且在數(shù)控沖床的使用中應(yīng)注意規(guī)范操作與合理保養(yǎng)，以延長其使用壽命。

關(guān)鍵詞：數(shù)控沖床；加工精度；使用壽命

中圖分類號：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.12.011

數(shù)控沖床在金屬零件加工尤其是鈑金件加工中起著重要的作用，使得沖床加工零件的效率與質(zhì)量都有了顯著的提高，數(shù)控沖床相對于傳統(tǒng)沖床自動化地集成了機(jī)械、液壓、電機(jī)、氣動等多種設(shè)備，是先進(jìn)的數(shù)控沖壓設(shè)備，同時(shí)也解決傳統(tǒng)沖床加工復(fù)雜零件比較困難的現(xiàn)狀，通過對數(shù)控沖床的結(jié)構(gòu)和加工方式的研究，嘗試探索數(shù)控沖床加工過程中的新工藝及注意事項(xiàng)，以提高沖床的加工精度及質(zhì)量，并探索在批量生產(chǎn)的過程中，如何能夠提高數(shù)控沖床的可靠性及使用壽命，為沖床的機(jī)械化生產(chǎn)提供參考。

1 提升數(shù)控沖床加工精度的方法

數(shù)控沖床是裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機(jī)床設(shè)備，它能夠通過處理編碼或其他指令，實(shí)現(xiàn)沖床的指定動作并完成對零件的加工，想要提升數(shù)控沖床加工零件的精度及方法可從以下幾方面著手。

（1） 在進(jìn)行大批量生產(chǎn)前或生產(chǎn)停歇期間，應(yīng)及時(shí)對機(jī)床的高精度導(dǎo)軌、滾珠絲桿螺母進(jìn)行檢查，及時(shí)消除滾珠絲桿螺母副或?qū)к壟浜厦婕褒X輪嚙合的間隙，并觀察滾動軸承、靜壓軸承等是否存在損壞及老化，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，以保證機(jī)床的定位精度。同時(shí)，在進(jìn)行長時(shí)間的大批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)注意機(jī)床的合理休息，避免機(jī)床長時(shí)間的工作導(dǎo)致溫度過高而產(chǎn)生熱變形，進(jìn)而影響到加工的精度，數(shù)控沖床的電機(jī)、液壓系統(tǒng)是熱量的主要來源，使用中應(yīng)注意對其觀察和調(diào)節(jié)，并適當(dāng)增加沖床的散熱結(jié)構(gòu)，避免溫度過高現(xiàn)象的發(fā)生。

（2） 伺服系統(tǒng)是數(shù)控沖床的重要組成部分，它的工作能力在一定程度上影響著數(shù)控沖床的加工精度，要減少跟隨誤差對數(shù)控沖床精度的影響，可采取以下幾種方式：①采用自適應(yīng)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，該系統(tǒng)能夠在數(shù)控沖床的加工過程中，自動修正加工過程的誤差，達(dá)到良好的加工效果。②可采用半閉環(huán)控制系統(tǒng)或閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過利用位置檢測反饋功能來提高伺服系統(tǒng)控制和加工零件的精度。同時(shí)，在一些精度很高的沖床加工中，檢測原件造成的誤差、系統(tǒng)的響應(yīng)速度以及系統(tǒng)的收斂性都會影響加工精度，因此對于檢測原件的精度及系統(tǒng)的反應(yīng)速度都應(yīng)進(jìn)行合理的調(diào)整與優(yōu)化。

（3） 由于數(shù)控沖床要在較大的負(fù)載下進(jìn)行工作，在工作的工程中對振動的控制及剛度的要求都比較高，因此對于關(guān)鍵的部件和結(jié)構(gòu)要求其抵抗變形的能力比較強(qiáng)。首先，沖床床身及臺面的肋板應(yīng)布置合理，胎具應(yīng)準(zhǔn)確固定并放置牢靠。其次，對于經(jīng)過維修或換件之后的數(shù)控沖床，應(yīng)對其進(jìn)行一定量的觀察與試制，主要觀察傳動結(jié)構(gòu)使用的軸承、齒輪等間隙是否正常，受力軸承的剛度是否達(dá)標(biāo)，若存在問題應(yīng)及時(shí)消除間隙或更換零件。再次，對于液壓系統(tǒng)的泵體位置布置應(yīng)詳加考慮，盡量避免振動對沖床加工質(zhì)量的影響。

（4） 采用誤差補(bǔ)償技術(shù)，通過分析、統(tǒng)計(jì)并建立數(shù)學(xué)模型，同時(shí)在數(shù)控系統(tǒng)里輸入一定的補(bǔ)償量，使得補(bǔ)償量與試制零件的誤差量相等且方向相反，就能夠在一定程度上抵消掉數(shù)控沖床自身所造成的加工誤差，誤差補(bǔ)償技術(shù)主要包括了硬件補(bǔ)償和軟件補(bǔ)償兩大類，該技術(shù)具有高效率和經(jīng)濟(jì)性好的優(yōu)點(diǎn)，對提高數(shù)控沖床的加工精度有較大好處。

因此，要想提高數(shù)控沖床的加工精度，應(yīng)從機(jī)床的硬件、強(qiáng)度、零件配合及軟件等多方面入手，盡管無法完全消除加工誤差，也能在很大程度上提高沖床的加工質(zhì)量。

2 延長數(shù)控沖床使用壽命的方法

將數(shù)控沖床的生命周期大體分為三個(gè)部分，即調(diào)整試用期、設(shè)備穩(wěn)定期及壽命終了期。為了盡量延長數(shù)控沖床的設(shè)備穩(wěn)定期，就應(yīng)對其進(jìn)行正確的使用與保養(yǎng)。

首先，在每次機(jī)器使用前及加工完成后應(yīng)對關(guān)鍵部件做仔細(xì)檢查，檢查的部位應(yīng)包括滑塊導(dǎo)軌與其導(dǎo)路之間的間隙、飛輪軸承的潤滑情況、機(jī)油潤滑系統(tǒng)的油路及接頭情況、平衡汽缸動作狀況等，并及時(shí)對沖床的外觀及內(nèi)部進(jìn)行清潔、檢查緊固件的鎖定情況，對于管路、閥及氣動元件應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行清潔保養(yǎng)。其次，當(dāng)沖床使用超過3000 h，應(yīng)對其光電安全裝置進(jìn)行性能測試及投射角度的調(diào)整，并對電氣控制系統(tǒng)的觸點(diǎn)檢查是否磨損，并檢查相關(guān)連線是否松脫，并對二度落旋轉(zhuǎn)凸輪的開關(guān)箱及急停通路功能做相應(yīng)的測試、檢查與調(diào)整，對超負(fù)荷保護(hù)裝置進(jìn)行油室清洗與油路清潔，還應(yīng)對離剎機(jī)構(gòu)及平衡器的關(guān)鍵部件進(jìn)行拆解及清潔保養(yǎng)，并完成復(fù)裝及調(diào)試。再次，當(dāng)沖床使用超過6000 h，應(yīng)對鋸牙連桿進(jìn)行拆解及清潔保養(yǎng)，認(rèn)真檢查鋸牙及其連桿螺紋的咬合及磨損情況，并對鋸牙進(jìn)行拋光與打磨，裝配前需涂抹潤滑脂。還應(yīng)對滑塊總成中的超負(fù)荷油壓缸、壓蓋、球座、蝸輪、蝸桿等零部件進(jìn)行拆解，觀察其磨損情況，并對存在問題的零件及時(shí)修理與更換，對能繼續(xù)使用的零件進(jìn)行清潔與保養(yǎng)。

3 結(jié)束語

數(shù)控沖床作為傳統(tǒng)沖床的替代產(chǎn)品，其生產(chǎn)效率高和加工質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)已得到了機(jī)械加工界的廣泛認(rèn)可，操作者在使用數(shù)控沖床時(shí)，應(yīng)在規(guī)范操作的同時(shí)，對其進(jìn)行更為細(xì)致的調(diào)整與保養(yǎng)，以保證數(shù)控沖床的加工精度與使用壽命。endprint