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高精密加工中心精度保持研究
2021-11-26  來(lái)源:云南昆船機(jī)械制造有限公司   作者:王濤,羅華,譚福蓮,吳望華

     摘要:精密加工中心精度可從微米到亞微米,乃至納米,定位準(zhǔn)確,切削效率高,價(jià)格昂貴,一直被國(guó)外高端數(shù)控機(jī)床廠商所壟斷。研究如何正確保養(yǎng)使用設(shè)備,分析保持精度的方法,將延長(zhǎng)使用壽命,提高利用價(jià)值。
  
     關(guān)鍵詞:高精密;加工中心;精度保持;維護(hù)

     在機(jī)床行業(yè),數(shù)控機(jī)床以軸數(shù)為標(biāo)準(zhǔn),三軸以下的為低檔,三至五軸為中高檔,五軸以上為高檔。五軸以上高精密加工中心是一種專門(mén)用于加工復(fù)雜曲面的機(jī)床,主要應(yīng)用在航空航天、船舶制造、國(guó)防、精密器械、醫(yī)療設(shè)備等民用軍事領(lǐng)域。其是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、高精密零件和重型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等加工的唯一手段,五軸數(shù)控聯(lián)動(dòng)機(jī)床產(chǎn)業(yè)對(duì)一個(gè)國(guó)家的航空、航天、軍事和精密器械等行業(yè)有著舉足輕重的影響力。但設(shè)計(jì)使用壽命一般為 6 ~ 8 萬(wàn)小時(shí),為了保持設(shè)備的精度,加工產(chǎn)品合格率,提高使用壽命,降低成本,需要對(duì)設(shè)備使用方法,維護(hù)保養(yǎng)要點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)研究。

     1、選用研究設(shè)備
  
     研究設(shè)備選擇第 1 梯隊(duì)進(jìn)口五軸加工中心;車銑復(fù)合加工中心。如德國(guó)德瑪吉 DMG、哈默、巨浪,瑞士米克朗,意大利菲迪亞,奧地利 EMCO 九軸車銑復(fù)合加工中心,WFL 車 -鏜 - 銑加工中心。
  
     1.1  基本性能和切削參數(shù)
  
     中國(guó)目前的加工中心技術(shù)應(yīng)用基本和世界同步,在精度和穩(wěn)定性方面和世界一流水平有比較大的差距。本次研究設(shè)備采用第 1 梯隊(duì)進(jìn)口加工中心,主要性能參數(shù)如表 1。
  
表 1  性能參數(shù)
 
  


     1.2  精度保持難
 
     82% 以上的高精密設(shè)備沒(méi)有按使用手冊(cè)正確保養(yǎng)和維護(hù),在穩(wěn)定性、可靠性和準(zhǔn)確性方面出現(xiàn)問(wèn)題 , 排除故障的過(guò)程不太容易,所以精度的保持是必要的。但是,由于環(huán)境、人員素質(zhì)、維護(hù)管理不到位,造成設(shè)備頻繁故障,精度下降,因此,我們要綜合分析,實(shí)現(xiàn)加工精度的有效提升保持。

     2、研究問(wèn)題及方法
  
     2.1  先進(jìn)管理方法
  
     數(shù)控機(jī)床不但要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程,而且要重視數(shù)控機(jī)床的維護(hù)管理工作。掌握基本操作維護(hù)知識(shí),對(duì)一般故障會(huì)進(jìn)行及時(shí)判斷和處理,不僅有助于正確使用數(shù)控機(jī)床 , 而且能提高數(shù)控機(jī)床的使用效率 , 并防止故障的進(jìn)一步擴(kuò)大和惡性事故的發(fā)生。要嚴(yán)格監(jiān)督執(zhí)行數(shù)控設(shè)備一、二、三級(jí)保養(yǎng)制度。

     2.2  細(xì)心的維護(hù)保養(yǎng)
  
    (1)專業(yè)性:培養(yǎng)專業(yè)維修保養(yǎng)隊(duì)伍,嚴(yán)格按照設(shè)備規(guī)定要求定期維護(hù)保養(yǎng)工作。
    (2)規(guī)范性:嚴(yán)格做好班前各個(gè)部位點(diǎn)檢做好記錄存檔。
    (3)潔凈性:機(jī)床內(nèi)外清潔好、無(wú)油污、無(wú)銹蝕;定期查看各滑動(dòng)面、絲杠,軸承、換刀門(mén),排屑器鏈輪和齒條,主軸裝刀錐孔,電控柜等等。
    (4)安全性:嚴(yán)格執(zhí)行安全操作規(guī)章制度和“6S”管理,建立健全交接班制度,違章操作零容忍。
    (5)責(zé)任性:獎(jiǎng)懲分明,正確操作,精心維護(hù),提高整體素質(zhì),做到人人參與,預(yù)防為主,共同維護(hù)。

     3、 維護(hù)保養(yǎng)主要內(nèi)容
  
     3.1  主軸系統(tǒng)維護(hù)
  
     五軸高速加工中心主軸轉(zhuǎn)速一般在 18000 ~ 40000r/min加工過(guò)程主軸溫度快速上升,但主軸部件最佳工作溫度為 20~ 25℃,主軸軸承的溫度不得超過(guò)室溫 10℃。

     3.2  排屑器和冷卻液保養(yǎng)
  
    (1)排屑器在使用一段時(shí)刻后要調(diào)節(jié)松緊度合適,延長(zhǎng)使用壽命。
    (2)設(shè)備作業(yè)時(shí),排屑器要一起作業(yè),超過(guò) 20 天左右不運(yùn)轉(zhuǎn),應(yīng)空載轉(zhuǎn)動(dòng) 30min 左右,防止過(guò)載和卡滯。
    (3)實(shí)時(shí)根據(jù)加工實(shí)際,調(diào)整排運(yùn)行時(shí)間,粗加工間隔時(shí)間 200 ~ 370s,每次排削 20 ~ 40s。
  
     3.3  冷卻液使用壽命管理
  
     加工中心高速切削加工過(guò)程溫度高達(dá)幾百度,需沖冷卻液和吹壓縮空氣等要對(duì)刀具急速降溫,冷卻液應(yīng)具備良好的潤(rùn)滑、冷卻、防銹和清洗性能,還必須滿足工藝技術(shù)要求,減少刀具損耗,降低加工零件表面的溫度及粗糙度等。
   
     3.4  電控柜防塵及溫度控制
  
     設(shè)備電柜必須按要求保持清潔,避免灰塵,油污造成電器元件故障。溫度控制在 20 ~ 34℃,定期清理防塵過(guò)濾網(wǎng)。
  
     3.5  光柵尺保養(yǎng)
  
     光柵尺是加工中心定位基準(zhǔn)的關(guān)鍵測(cè)量裝置,使用中要注意合理的維護(hù)方法。
  
    (1)防止安裝位置周圍的切屑和油液異物進(jìn)入光柵尺內(nèi)部,污染光柵尺。
    (2)維護(hù)保養(yǎng)時(shí),檢查各安裝固定螺釘是否松動(dòng),規(guī)定時(shí)間用無(wú)水乙醇清洗擦拭光柵尺面及指示光柵面。
    (3)操作保養(yǎng)時(shí),如靠近,要小心碰撞和壓到光柵尺,避免劇烈震動(dòng)和敲打。

     4、常規(guī)注意事項(xiàng)
   
    上班頭腦要保持時(shí)刻清醒,做到眼觀六路耳聽(tīng)八方,操作設(shè)備果斷利索,狀態(tài)不好休息 10min 左右再上崗操作。

     4.1  數(shù)控設(shè)備環(huán)境要求
    
     機(jī)床保持干燥清潔,注意灰塵污染,高精密機(jī)床周圍要有吸震動(dòng)裝置,設(shè)備四周安裝其他機(jī)床要認(rèn)真評(píng)估計(jì)算(設(shè)備間距保持 5 ~ 7m 以上),不能影響設(shè)備的正常工作和造成干擾,溫度和濕度變化大的非恒溫廠房,要避免環(huán)境因素對(duì)設(shè)備精度的影響。
 
     4.2  注意事項(xiàng)
  
     時(shí)刻檢查氣液分離器,查看壓縮空氣雜質(zhì)和水分含量,注意氣管是否有漏氣現(xiàn)象,機(jī)床用電源電壓要保持穩(wěn)定,其波動(dòng)范圍應(yīng)在正常電壓 10% ~ 15%,電壓不穩(wěn)定要增設(shè)配電穩(wěn)壓器,防止損壞設(shè)備電子部件。

     5、結(jié)語(yǔ)
  
    高精密加工中心的使用壽命和精度不僅取決于設(shè)計(jì)本身,更重要的是嚴(yán)格有效管理監(jiān)督和定時(shí)保養(yǎng)和維護(hù)。不斷總結(jié)維護(hù)經(jīng)驗(yàn),對(duì)設(shè)備進(jìn)行日、周、月檢制度,不斷提高操作和維護(hù)人員整體技能和素質(zhì),全員參與,精益管理,防止設(shè)備非正常磨損 , 以確保機(jī)床處于良好安全的運(yùn)行狀態(tài) , 有效地延長(zhǎng)了數(shù)控機(jī)床的使用壽命,提升經(jīng)濟(jì)效率,保障企業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。
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