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文章預(yù)覽：

1.故障現(xiàn)象

設(shè)備出現(xiàn)鏜深孔時(shí)，出現(xiàn)孔口尺寸小，孔底部尺寸大，呈正錐形，零件表面粗糙度質(zhì)量差，刀尖磨損過(guò)快，鏜孔圓度超差等。針對(duì)零件加工質(zhì)量現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)我們綜合分析，對(duì)設(shè)備進(jìn)行精度檢查，如表1所示（注：遠(yuǎn)端為離主軸端面長(zhǎng)度300mm處測(cè)量）。

表1

檢測(cè)項(xiàng)目	實(shí)測(cè)
主軸錐孔中心線(xiàn)跳動(dòng)/mm	近端	遠(yuǎn)端
	0.03	0.07
主軸端面竄動(dòng)/mm	0.005
主軸軸頸徑向跳動(dòng)/mm	0.002

確認(rèn)主軸錐孔中心線(xiàn)徑向跳動(dòng)超差過(guò)大，設(shè)備遠(yuǎn)端跳動(dòng)允差0.015mm,遠(yuǎn)端0.07mm是允差數(shù)倍。

2.故障原因

該設(shè)備采用全閉環(huán)，四軸聯(lián)動(dòng)立式加工中心，自購(gòu)進(jìn)投入生產(chǎn)以來(lái)，使用率較高，故障也不少，多次出現(xiàn)換刀失敗故障，最嚴(yán)重的一次是機(jī)械手處干抓到位置，2向即主軸向工作臺(tái)方向快速移動(dòng)，導(dǎo)致機(jī)械手彎曲而報(bào)廢，刀庫(kù)原始相對(duì)位置變動(dòng)，每次換
刀失敗，對(duì)主軸都會(huì)產(chǎn)生撞擊。換刀失敗主要原因是Z向換刀點(diǎn)位變化，機(jī)械手卡爪與刀柄位置變化，不僅使主軸、主軸軸承和主軸錐孔受到撞擊，還造成卡爪對(duì)刀柄無(wú)法鎖死，產(chǎn)生掉刀，設(shè)備誤操作導(dǎo)致的揸'擊，也會(huì)使設(shè)備喪失精度，產(chǎn)生加工誤差，不能滿(mǎn)足工藝要求，喪失較高精度，設(shè)備處于不完好狀態(tài)。圖la所示為主軸錐孔內(nèi)不平整導(dǎo)致主軸錐孔中心線(xiàn)徑向跳動(dòng)嚴(yán)重超差，圖lb所示為正常主軸對(duì)比。

3. 制定維修方案

針對(duì)主軸錐孔徑向跳動(dòng)超差問(wèn)題，分析討論如下：

(1)更換主軸部件，購(gòu)買(mǎi)價(jià)格少則幾萬(wàn)元、多則數(shù)十萬(wàn)元，購(gòu)買(mǎi)周期長(zhǎng)，費(fèi)用髙。

(2) 返修磨削修正主軸錐孔，受加工設(shè)備精度要求，以及磨削加工操作人員水平限制，目前還沒(méi)有能力恢復(fù)精度，外協(xié)能返修保證主軸錐孔精度的加工廠(chǎng)家，還需調(diào)研確認(rèn)。如果采取返修磨削錐孔，還需分解主軸，因主軸軸承因拆卸而損壞。返修后，組裝主軸部件能保證精度加工出合格產(chǎn)品，對(duì)于維修人員也非易事。

(3) 采取研磨方法。經(jīng)檢測(cè)，主軸徑向跳動(dòng)量小于0.002mm，證明主軸軸承精度正常，只是主軸錐孔跳動(dòng)量超差，采用研磨法，修正主軸錐孔，但從前沒(méi)有嘗試過(guò)，能不能修正未知，沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)借鑒，大家贊同作一次試驗(yàn)。

3. 實(shí)施過(guò)程

設(shè)計(jì)加工研具，依據(jù)設(shè)備主軸錐孔錐度7 : 24設(shè)計(jì)加工相應(yīng)研具，如圖2所示。

在研磨前裝上檢驗(yàn)棒，測(cè)量主軸遠(yuǎn)端最大跳動(dòng)位置，并在主軸軸頸上作標(biāo)記，將研具錐面涂少許磨料，放人主軸錐孔內(nèi)。利用研具中心孔，在中心孔內(nèi)放入適當(dāng)大小鋼球，頂在工作臺(tái)面上(注意：銅球項(xiàng)在工作臺(tái)時(shí)，要留一定間隙，大約0.1 mm左右，操作時(shí)，一只手握研具來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)，另一只手慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)Z向進(jìn)給手輪，保證間隙后立即停止Z向進(jìn)給，避免主軸與工作臺(tái)頂死，損壞主軸軸承），利用主軸的最低轉(zhuǎn)速，握住研具柄部研磨。經(jīng)過(guò)一次研磨后，測(cè)量遠(yuǎn)端跳動(dòng)量為0.04mm,比研磨前減少0.03mm,但是主軸錐孔遠(yuǎn)端最大跳動(dòng)量位置有變化。再次研磨跳動(dòng)量0.03mm,最大跳動(dòng)點(diǎn)又變了。多次研磨后，遠(yuǎn)端跳動(dòng)量始終在0.03?0.04mm之間，有時(shí)還要大一些，最好的一次跳動(dòng)量為0.02mm,也不在設(shè)備允差之內(nèi)，主軸錐孔最大跳動(dòng)量位置每次研磨后都在變動(dòng)，不是線(xiàn)性的減少，沒(méi)有規(guī)律可循。不得不懷疑用研磨方法能否提高精度，且受研磨佘量限制，也不是可以無(wú)限地研磨下去，研磨量盡可能少，避免影響相關(guān)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生干涉。

經(jīng)過(guò)周末兩天思考，在研磨方法上必須更新，采用針對(duì)性研磨，經(jīng)研磨后測(cè)量，最大跳動(dòng)量遠(yuǎn)端3 m m、近端 0.0 01 m m，此時(shí)精度比設(shè)備進(jìn)廠(chǎng)安裝驗(yàn)收允差精度還要髙，證明了通過(guò)研磨方法不僅能達(dá)到設(shè)備允差精度，而且超過(guò)設(shè)備出廠(chǎng)精度。

4. 研磨后設(shè)備部件結(jié)構(gòu)及精度變化

(1) 研磨后錐孔要大一些，刀柄會(huì)上移大約1mm左右，對(duì)刀柄鎖緊剛性強(qiáng)度沒(méi)有影響。

(2) 對(duì)機(jī)械手換刀有影響，刀柄上升后，換刀點(diǎn)位置有變化需要移動(dòng)刀句，使主軸臺(tái)升修正密補(bǔ)，如果有機(jī)械手卡爪與主軸端面干涉的情況，修磨卡爪（注：修磨量不大，對(duì)卡爪機(jī)械強(qiáng)度及功能均無(wú)影響）。

(3) 主軸錐孔插人檢驗(yàn)芯棒，表支在檢驗(yàn)芯棒上，移動(dòng)Z向300mm全長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)測(cè)量達(dá)到設(shè)備安裝驗(yàn)收精度。

(4) 加工試件，經(jīng)過(guò)對(duì)比各項(xiàng)精度，幾乎與設(shè)備購(gòu)進(jìn)安裝時(shí)加工精度保持一致。修復(fù)后主軸與正常主軸對(duì)比如圖3所示。

5. 修復(fù)后精度

(1)設(shè)備安裝驗(yàn)收精度（見(jiàn)表2)。

表 2

檢測(cè)項(xiàng)目	允差		實(shí)測(cè)
主軸錐孔中心線(xiàn)	近端	遠(yuǎn)端	近端	遠(yuǎn)端
跳動(dòng)/mm	0.01	0.015	0.003	0.01
主軸端面竄動(dòng)/mm	0.005		0.003
主軸徑向跳動(dòng)/mm	0.005		0.002

(2)設(shè)備修復(fù)后精度檢測(cè)(見(jiàn)表3)。

表3

檢測(cè)項(xiàng)目	實(shí)測(cè)
主軸_孔中心線(xiàn)跳動(dòng)/mm	近端	遠(yuǎn)端
	0.001	0.003
主軸端面竄動(dòng)/mm	0.004
主軸徑向跳動(dòng)/mm	0.002

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結(jié)束語(yǔ)：

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