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      1. 故障現(xiàn)象

      我校在與某電梯企業(yè)合作中加工生產(chǎn)了一種電梯上使用的梯級軸，零件圖如圖1所示。使用的設(shè)備是沈陽第一機(jī)床廠生產(chǎn)的CAK4085ni經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，裝夾方式采用一夾一頂，中間用中心架支撐，如圖2所示。

      在零件先粗后精加工后，φ26mm的外圓出現(xiàn)尺寸超差。經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)，φ 26mm外圓的首尾有0.2mm左右的倒錐（右大左小），且φ26mm右端尺寸與右側(cè)φ21mm外圓的尺寸沒有明顯變化。這種現(xiàn)象不是在加工每個(gè)零件時(shí)都會出現(xiàn)，有時(shí)會連續(xù)出現(xiàn)，有時(shí)會偶爾出現(xiàn)一次。因?yàn)檫@種故障存在偶然性，所以在診斷時(shí)存在不確定因素。

      2. 機(jī)床使用現(xiàn)狀

      機(jī)床剛剛使用一年左右，內(nèi)部潤滑及日常保養(yǎng)正常，有過幾次撞刀現(xiàn)象但并不嚴(yán)重，機(jī)床的加工精度還能保證。在出現(xiàn)此次故障前，每日生產(chǎn)的產(chǎn)品都能滿足該零件的尺寸要求。

      3. 排故方法

      先從與影響尺寸變化最直接的部分入手，再依次聯(lián)系機(jī)床其他與故障相關(guān)的各個(gè)環(huán)節(jié)。本案可以分別按外因和內(nèi)因的方法來解決。外因可查床腳，內(nèi)因可按“頂尖、軸套和中心架—刀架系統(tǒng)—中滑板聯(lián)接系統(tǒng)—床鞍聯(lián)接系統(tǒng)”的順序來排查故障。

      4. 故障分析與排除

      （1）床腳  如果床腳中的某只腳發(fā)生松動(dòng)，加工中產(chǎn)生振動(dòng)床身可能會因?yàn)榇材_不穩(wěn)發(fā)生傾斜，從面會導(dǎo)致加工的零件出現(xiàn)本案中的現(xiàn)象。排故時(shí)可檢查床腳有無松動(dòng)，如有松動(dòng)需將床腳墊實(shí)，必要時(shí)需重調(diào)機(jī)床水平。本案中床腳沒有發(fā)生松動(dòng)，可排除床腳對本次故障的影響。

      （2）頂尖、軸套和中心架  按照之前長期積累的加工經(jīng)驗(yàn)，在靠近頂尖部分的尺寸發(fā)生變動(dòng)可能會與頂尖有關(guān)，如頂尖跳動(dòng)過大或堵轉(zhuǎn)都會引起接近頂尖處的尺寸變化。在靠近中心架部分的尺寸發(fā)生變動(dòng)可能會與中心架或軸套部分有關(guān)，如中心架的中心高不對、軸套上的軸承損壞都會引起接近中心架處的尺寸變化。此故障的現(xiàn)象出現(xiàn)在接近中心架部分，首先檢查中心架固定情況，再將軸套與軸承重新更換并從調(diào)中心架高度進(jìn)行試切，加工后仍然會出現(xiàn)上述癥狀，因此可以排除頂尖與中心架及軸套對尺寸的影響。

      （3）刀架系統(tǒng)  刀架對本案的影響可能是刀架沒有鎖緊，刀架與中滑板聯(lián)接部松開或刀架自身的反鎖沒有鎖緊。

      先檢查刀架下的四個(gè)螺釘是否擰緊：將磁力表座吸于中滑板上，并將百分表對準(zhǔn)刀架底部，用力來回推動(dòng)刀架觀察百分表是否跳動(dòng)，如有跳動(dòng)需用內(nèi)六角扳手將聯(lián)接螺釘擰緊。

      再檢查刀架自身的鎖緊情況：當(dāng)?shù)都軗Q刀鎖緊后，將磁力表座吸于刀架底部不能轉(zhuǎn)動(dòng)部分，百分表對準(zhǔn)刀架上部可轉(zhuǎn)動(dòng)部分，用加力桿按刀架旋轉(zhuǎn)的方向用力扳刀架上部可轉(zhuǎn)動(dòng)部分，觀察百分表是否會跳動(dòng)，如有跳動(dòng)說明刀架在換刀時(shí)不能鎖緊，需對刀架進(jìn)行清洗或更換刀架內(nèi)部磨損的配件。在本案中檢查刀架系統(tǒng)都沒有產(chǎn)生松動(dòng)，因此不用試切即可排除刀架與本案無關(guān)。

      （4）中滑板聯(lián)接系統(tǒng)  中滑板的聯(lián)接系統(tǒng)主要包括絲杠螺母、聯(lián)軸器、圓螺母、塞鐵及支撐軸承等。中滑板聯(lián)接系統(tǒng)中的某個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生松動(dòng)都有可能產(chǎn)生本案中的現(xiàn)象，可以逐個(gè)檢查絲杠螺母、聯(lián)軸器及圓螺母聯(lián)接處的鎖緊螺釘是否有松動(dòng)。機(jī)床經(jīng)過一年的使用，塞鐵必然會產(chǎn)生磨損，應(yīng)對塞鐵作適當(dāng)調(diào)整，松緊適當(dāng)。支撐軸承如損壞，對尺寸的影響是不可控的，本案中尺寸的變化成倒錐變化，有一定的規(guī)律性，加上該機(jī)床沒有受到過嚴(yán)重的撞擊，日常的加工負(fù)荷也并不是很重，因此可以暫時(shí)將軸承的損壞排除在外。本案中經(jīng)過對中滑板聯(lián)接系統(tǒng)的調(diào)整后對零件進(jìn)了試切，加工幾件后癥狀如前。

      （5）床鞍聯(lián)接系統(tǒng)  床鞍聯(lián)接系統(tǒng)與中滑板聯(lián)接系統(tǒng)有幾分相似之處，可按上述方法逐一進(jìn)行檢查，但床鞍下與機(jī)床導(dǎo)軌的壓板是中滑板上沒有的。本案中，檢查壓板時(shí)發(fā)現(xiàn)壓板與導(dǎo)軌底邊之間存在一定的間隙，尤其是左側(cè)接近刀具切削部位的那塊壓板間隙最大，約有0.3mm左右。對前后幾塊壓板重新打磨并安裝，間隙控制在0.03～0.05mm。經(jīng)過試切后癥狀沒有再出現(xiàn)，可見本案的故障就是因?yàn)榇舶跋碌膲喊迮c導(dǎo)軌之間的間隙過大產(chǎn)生的。

      5. 結(jié)語

      本案的故障排除后本人與同事及企業(yè)工程師進(jìn)行了探討，他們說沒有遇到過類似的現(xiàn)象，尤其是在與企業(yè)工程師探討時(shí)，他們說他們的機(jī)床用了五六年了從來沒有遇到過這種現(xiàn)象，這讓我感到很奇怪。按理說他們的機(jī)床上的壓板不可能沒有磨損，怎么會沒有發(fā)生過這樣的現(xiàn)象呢？后來通過對比，讓我恍然大悟，他們廠所用的設(shè)備都是50的機(jī)床，所配的刀架也都是方25mm×25mm的大刀架，床鞍的自重較大；我們學(xué)校的機(jī)床是40mm的小機(jī)床（雖說名稱上是40mm，實(shí)際上只有36mm的床身），所配的刀架也只是方20mm×20mm的小刀架，床鞍自重較小。

      當(dāng)機(jī)床在粗車時(shí)，刀具受到切削力的影響會使床鞍下壓，當(dāng)粗車結(jié)束后，因?yàn)闄C(jī)床本身較輕，床鞍受到機(jī)床導(dǎo)軌的反作用力可能會向上反彈，如果在精車前反彈間隙能被消除，機(jī)床則加工正常，當(dāng)不能消除時(shí)就可能會出現(xiàn)本案中的現(xiàn)象，所以加工出的零件時(shí)好時(shí)壞。如果床鞍上的零部件自重較大，反彈力不能將床鞍抬起就不會出現(xiàn)這樣的故障。