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简易数控车床加工尺寸不稳定原因

	简易数控车床加工尺寸不稳定原因	2004年6月24日

随着现代机械工业的不断发展，数控机床因它特有的柔性化技术特点而受到越来越广泛的应用，它发挥的作用也越来越显著，但不管是简易式数控机床还是全功能型数控机床，或是加工中心，都或多或少存在一些诸如机床丢步、加工中尺寸不稳定等现象，令操作人员很困惑。特别是在简易数控车床加工过程中，问题更加突出。
经济型数控车床在我们公司应用最为普遍，其中还包括许多由卧式车床改造成的数控车床，它们的共同特点是步进驱动、开环控制（结构示意图如附图），从数控系统（NC）发指令到驱动步进电机（CM），然后通过减速齿轮传递扭矩到丝杠来拖动机床工作台移动实现加工全过程，任何环节、任何联接部位出了问题都可能影响加工中的尺寸变化。具体从以下几个例子作简要分析。
例1 一台简易式数控车床加工中出现X方向尺寸越来越小的现象，根据现象判断应该是机械部分某处松动所至，检查丝杠与步进电机的联接，丝杠与工作台的联接都很正常，拆开此反应式步进电机的后端盖，发现步进电机的阻尼盘松动，该阻尼盘的作用就是用来克服步进电机旋转的转动惯性的，它的松紧程度直接关系到步进电机旋转的快慢、方向转换的转动惯量的大小。阻尼盘过松根本无法克服电机的转动惯量，从而使得加工的工件尺寸不稳。经适当紧固出租，用手转动它刚好能带动丝杠转动后，再未出现加工尺寸时尺寸不稳的现象了。
例2 另一台简易式数控车床加工中Z轴经常尺寸变化，拖动工作台移动困难，而且声音很不正常，严重时烧坏了驱动器，开始以为就是因为驱动器出了故障引起的丢步。但更换了驱动器后正常工作了几天，老毛病又犯了。于是又仔细检查各机械联接部位都联接良好，用手转动丝杠也很轻松，又换上新的Z轴步进电机作业，仍时有丢步。后来维修人员站在机床旁观察监控，以细听加工过程中机械磨擦声音，发现在电机轴与丝杠轴的弹性联轴器联接部分有异声，拆开发现两盘丝杠支撑平面轴承（见附图）弹子已经大多碎裂，造成传动时负载阻力加大而引起尺寸不稳。换上新的平面轴承安装好后，试切加工一切正常。
注：文中附图见《机械工人（冷加工）2004轮胎帘布年第5轨道交通系统期第59页》

例3 还有许多卧式加工车床改造的数控车床，加工中尺寸变化无常就更普遍了。一种原因是改造时机械部位安装不良所至。如一台CA6140退火温度卧式数控车床选用南京大方的门槛记JWK—15T系统改造成数控车床，空运行试车没有一点问题，加工汽车上的锁销时，Z方向尺寸很正常，X方向就较难保证尺寸的一致性了，有时发现X轴回不到参考点，因为是新改造的机床，系统和驱动部分应该是没有问题，检查自动化运维系统X流(H)轴机械联接部分中发现丝杠螺母厚度不够，被拉紧后致使X丝杠被拉弯，加上回参考点指令G00速度较快，扭矩力相应较小，以至拖动时一遇阻力就会拖动打滑，加上开环系统无反馈回路，系统无法补偿而造成尺寸误差。在丝杠螺母上垫上相应尺寸的垫片压紧后，加工中尺寸变化就很小了。此问题在他数控车床上也较普遍，主要是由于紧固螺栓因未装防振垫圈易在连续切削加工过程中震松所至。解决办法就是加装防振垫圈并定期检查松紧程度。
例4 同样是这台机床，因为生产需要，换成加工汽车上的推力杆，此料比锁销长了很多，所以参考点设定在机床的尾部附近。加工中出现了Z方向尺寸不稳，尺寸越来越往主轴端漂移，回参考点时听步进电机声音似乎很费力。于是关掉功放仔细检查是因为Z轴丝杠装配时两端未法语水平，存在前面低尾部高，同理高速回参考点时扭矩力小，导致出现电机爬坡现象而回不到参考点，而加工时是下坡，很轻松，定位距离很少出现偏差。两者差值就是Z方向尺寸的误差。考虑到调整需要在原处重新条定位销孔并配制好相应的定位销，会耽误生产，于是决定临时将回参考点的定位指令G00改为直线插补指令G01速度为F1000不加大回参考点时的拖动扭矩力，除节拍稍长些外，其他效果很好。等到休息日重新调整丝杠水平后，改回G00试加工，声音和尺寸一切正常，此现象说明许多数控车床，特别是一些改造的数控车床，机床中间部位的导轨和丝杠因长期加工某种产品而使得磨损相对严重，尾座部位的导轨和丝杠相对来说就几乎没有什么磨损，当更换另类产品加工时，就必须考虑机床加工条件的改变所带来的加工尺寸的影响。
通过以上对几例数控车床加工尺寸不稳的分析，我们可以得出这样的结论：首先必须清楚数控车床的主要结构及它们的工作原理；其次必须了解加工程序和一些主要系统参数的涵义；三是需要熟悉一些机、电、液等方面的知识；最后一点就是会运用以上知识来结合实际进行分析，遇到问题多问几个为什么，只有坚持这样，相信再难的问题也许用不了多久就能迎刃而解。

…… 摘自《机械工人（冷加工）2004年第5期》 ……

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