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(chǎn)生，給正常加工帶來了很大的影響，造成工件不合格甚至報(bào)廢，經(jīng)濟(jì)效益受到嚴(yán)重的損失，重者造成砂輪爆裂，出現(xiàn)安全事故，嚴(yán)重危害人身安全。因此，本文結(jié)合我公司生產(chǎn)的平面磨床，針對(duì)“掉刀”問題的相關(guān)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(jìn)而保證平面磨床加工的穩(wěn)定性和安全性。

關(guān)鍵詞：平面磨削;“掉刀”問題;分析;研究

中圖分類號(hào)：TG536 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2020）02-0062-02

0引言

平面磨削是一種非常重要的機(jī)械加工手段，平面磨床則是使用范圍最廣的機(jī)床之一，是發(fā)展精密制造業(yè)必不可少的關(guān)鍵裝備，其廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域，諸如模具、工量具、汽車、軸承等機(jī)械制造行業(yè)。

“掉刀”問題主要是指機(jī)床在加工過程中，垂直進(jìn)給時(shí)，進(jìn)刀量時(shí)大時(shí)小，或突然落刀，刀架瞬間自動(dòng)向下滑落的現(xiàn)象，其實(shí)質(zhì)為移動(dòng)時(shí)因?qū)к壗Y(jié)合面摩擦系數(shù)不均（波動(dòng)）而產(chǎn)生移動(dòng)阻滯現(xiàn)象。該問題的產(chǎn)生，給正常加工帶來了很大的影響，造成工件不合格甚至報(bào)廢，經(jīng)濟(jì)效益受到嚴(yán)重的損失，重者造成砂輪爆裂，出現(xiàn)安全事故，嚴(yán)重危害人身安全。因此，在機(jī)床加工的時(shí)候，需要明確“掉刀”問題產(chǎn)生的原因，采取合理的解決措施，避免“掉刀”問題的產(chǎn)生，進(jìn)而保證平面磨床加工的質(zhì)量，盡最大程度上實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

1平面磨床垂直進(jìn)給機(jī)構(gòu)

圖1為我公司生產(chǎn)平面磨床垂直進(jìn)給機(jī)構(gòu)圖。磨頭采用壓板夾緊于立柱上，通過垂直進(jìn)給機(jī)構(gòu)，可沿立柱兩平導(dǎo)軌作垂直升降運(yùn)動(dòng)，由伺服電機(jī)經(jīng)蝸輪蝸桿減速機(jī)、滾珠絲杠副傳動(dòng)，垂直升降配有液壓平衡油缸及鏈輪機(jī)構(gòu)。

2“掉刀”問題產(chǎn)生的主要原因

（1）導(dǎo)軌面、壓板面、楔鐵配合間隙大，有松動(dòng)現(xiàn)象（接觸點(diǎn)磨損或有虛假點(diǎn)子）。（2）傳動(dòng)裝配質(zhì)量不良，有憋勁現(xiàn)象，絲桿與螺母磨損，配合間隙大。（3）潤(rùn)滑不好或失效，運(yùn)動(dòng)部件處于干摩擦狀態(tài)。（4）垂直傳動(dòng)系統(tǒng)配置可靠性差。（5）液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性有波動(dòng)。

3解決“掉刀”問題的主要措施

明確“掉刀”問題產(chǎn)生的原因以后，在下面的內(nèi)容中，主要是針對(duì)“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(yán)格保證裝配質(zhì)量（圖2）

嚴(yán)格檢查立柱導(dǎo)軌大面2和陰面（壓板結(jié)合面）9、側(cè)面（靠面、彎頭塞貼結(jié)合面）4之平行度（謹(jǐn)防出現(xiàn)喇叭口現(xiàn)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(jié)合面、壓板、彎頭塞鐵配刮時(shí)，工藝上注意以下幾點(diǎn)：（1）涂色法檢查，刮點(diǎn)12～16點(diǎn)/25×25，中部點(diǎn)子稍軟（8～10點(diǎn)/25×25）。（2）涂色法檢查，必須為面接觸，嚴(yán)防線接觸，接觸點(diǎn)均勻分布，全長(zhǎng)≥75%，全寬≥60%。（3）優(yōu)先配好垂直進(jìn)給機(jī)構(gòu)（滾珠絲桿一側(cè)）壓板（不可調(diào)整），以免影響滾珠絲桿精度。（4）配研壓板時(shí)，涂色法檢查時(shí)必須擰緊全部螺釘后，再放在立柱上移動(dòng)配研（注意：中部點(diǎn)子稍軟，應(yīng)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(zhì)刮傷導(dǎo)軌、堵塞潤(rùn)滑油孔。

滾珠絲桿安裝時(shí)，嚴(yán)格檢查滾珠絲桿中心與立柱導(dǎo)軌的平行度（上母線/側(cè)母線）0.015mm/全長(zhǎng)。（1）檢測(cè)時(shí)，打表必須檢測(cè)到滾珠絲桿的兩端，防止出現(xiàn)兩頭憋死現(xiàn)象。（2）手動(dòng)搖轉(zhuǎn)滾珠絲桿（旋轉(zhuǎn)必須輕重一致）檢查，必須使磨頭上、下移動(dòng)勻稱、靈滑，保證磨頭在立柱導(dǎo)軌全長(zhǎng)內(nèi)行動(dòng)無啃?。ㄗ铚┈F(xiàn)象，千分表檢測(cè)指針無跳動(dòng)。（3）裝好后達(dá)到轉(zhuǎn)勻而無軸向間隙，否則配磨軸承墊圈。

3.2保證導(dǎo)軌充分潤(rùn)滑

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

每天開機(jī)時(shí)，必須通過操作按鈕站上的“點(diǎn)動(dòng)潤(rùn)滑”按鈕進(jìn)行人工供油，以防導(dǎo)軌失油導(dǎo)致干摩擦，加速刮研點(diǎn)子的磨損，嚴(yán)重者導(dǎo)致導(dǎo)軌拉傷。

3.3優(yōu)化垂直傳動(dòng)系統(tǒng)配置

在加工的時(shí)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(jī)（蝸輪蝸桿減速機(jī)）減輕荷載，并且滿足快速度運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的需求。但是，由于該系統(tǒng)的配置相對(duì)較為簡(jiǎn)單，僅僅可以實(shí)現(xiàn)基本功能，若是后期一旦控制不好，很容易導(dǎo)致“掉刀”問題的產(chǎn)生。（1）可以在驅(qū)動(dòng)裝置中安裝電動(dòng)機(jī)抱閘系統(tǒng)，并且在電動(dòng)機(jī)抱閘系統(tǒng)中串入繼電器，這樣可以有效起到控制的目的，進(jìn)而避免平面磨床“掉刀”問題的產(chǎn)生。（2）可以在控制系統(tǒng)中安裝自動(dòng)報(bào)警裝置，這樣一旦平面磨床“掉刀”問題發(fā)生的話，報(bào)警系統(tǒng)就會(huì)啟動(dòng)，禁止各軸給進(jìn)，停止機(jī)床的加工，對(duì)該項(xiàng)問題進(jìn)行解決，這樣可以有效避免發(fā)生工件損壞，以及經(jīng)濟(jì)效益造成嚴(yán)重的損失。

3.4優(yōu)化液壓系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)優(yōu)化是解決機(jī)床“掉刀”問題的一個(gè)有效方式，具體的內(nèi)容如下。

（1）為了保證升降過程中的壓力，需要根據(jù)原有的液壓系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行系統(tǒng)的局部?jī)?yōu)化和改造，如圖3所示。若是平衡油缸和外部液壓系統(tǒng)工作所呈現(xiàn)的壓力，依舊是由泵上的先導(dǎo)溢流閥設(shè)定，那么優(yōu)化的時(shí)候，需要根據(jù)實(shí)際情況，應(yīng)當(dāng)新接入溢流閥，這樣可以對(duì)平衡油路回油進(jìn)行控制，這樣可以有效避免異常情況的產(chǎn)生。

（2）在溢流閥設(shè)定以后，需要嚴(yán)格對(duì)壓力值進(jìn)行控制，通常沒有特殊要求的話，其壓力應(yīng)當(dāng)控制在0.5MPa左右，并且磨頭若是處于下移的時(shí)候，油液需要經(jīng)過溢流閥進(jìn)入油箱，這樣可以在一定程度上減輕對(duì)泵的工作荷載，進(jìn)而降低平面磨床“掉刀”問題的產(chǎn)生，為保證機(jī)床加工的穩(wěn)定性和安全性，給予了基礎(chǔ)性的保證。例如：在機(jī)床生產(chǎn)加工的時(shí)候，通過利用壓力檢測(cè)設(shè)備，時(shí)刻分析壓力值，一旦出現(xiàn)異常立即進(jìn)調(diào)整，這樣大大降低了“掉刀”問題的產(chǎn)生。