車床刀架可靠性試驗關鍵技術研究
2019-11-20 來源:沈陽機床股份有限公司 作(zuò)者:孔祥誌 郭智春(chūn)
引 言
數控刀架是數控車床的核心部件,其可(kě)靠性及精度穩定性(xìng)是數控車床的重(chóng)要技術指標,目前數控(kòng)車床約1/4的故障源於數控刀架領域。可靠性是(shì)產品綜合性能反映的指標,反映(yìng)了產品質量的優劣,我國國產數控刀架與國外產品相比,技術指標偏低、可靠性差、故障率高、精度保持性差,並直接影響國產(chǎn)數控車床整機產品的性能,影(yǐng)響車床的(de)加(jiā)工效率及加工精度,以及(jí)客戶滿意度,成為製約(yuē)我國車床(chuáng)產品發展的瓶頸。研究數控(kòng)刀架的可(kě)靠性及其試驗方法,找出影響數控刀(dāo)架可(kě)靠性、精度保持性和性能穩定性的故障原因,分析薄弱環節,提出改進與控(kòng)製措施,有利於提(tí)高我國國產數控刀架的可靠性,並促進數控車床(chuáng)行業(yè)的發展。
1、刀架可靠性(xìng)試驗總體流程設計
1.1 實(shí)驗流程
圖1為數控(kòng)刀(dāo)架可靠性試驗的總體(tǐ)試驗流程設計:
1)刀架運車試驗主要檢(jiǎn)測刀架的功能指標是否滿足設計要求,該階段故障(zhàng)不計入考(kǎo)核,但需要進行故障處理,並(bìng)及時(shí)恢複正常工(gōng)作狀態;
2)刀架技術指標檢測(cè),該階段需要檢測刀架的定位精度、承載能力及剛度、轉位時間等技術參數;
3)加載試驗,該階段模擬刀架(jià)工作切削力進行試驗加載;
4)空轉試(shì)驗,進行各(gè)種換刀動作(zuò),模擬刀架換刀轉位(wèi),此階段不施加切削力。
1.2 故障記錄
表1為可靠性(xìng)試驗故障記錄表。主要記錄刀架編號、試驗日期、試驗時間(jiān)、操作、故障、工(gōng)作循環周期等。
2、刀架功能檢測和(hé)技術指標(biāo)檢測
2.1 刀架功能檢測
刀架主要的功能(néng)檢(jiǎn)測(cè)指標如表2所示。
刀(dāo)架裝配、電氣(qì)連接、液(yè)壓連接主要檢查是否按圖樣要求正確(què)裝配,裝配出錯及由此帶來的故障不計入考核。通過控(kòng)製器檢查電動機的正(zhèng)反轉、速度、加速度、角位移等參數。刀(dāo)架(jià)轉位過程中,要保證驅動齒輪係(xì)的背向間隙在合理範圍內。刀架在鎖緊鬆開過程中(zhōng),要保證軸向竄動間隙在合理範圍內。接(jiē)近開關檢測刀(dāo)架的鎖緊鬆開時間。刀架功能檢測還需要檢查刀架冷卻(què)液管路是否正常工作,是否有漏水現象。
圖 1 數控刀架可靠性試驗(yàn)總(zǒng)體流程
2.2 刀(dāo)架技術指標檢測
刀架技術指標檢(jiǎn)測主要包括:精度檢測、轉位時間檢(jiǎn)測、承載能力檢測。技術指標(biāo)要滿足國家標準要求及產品設計要求。技術指標檢測需在(zài)運車試(shì)驗、加(jiā)載試驗、空載試驗完成後各檢一次。精度檢測需依據國家標準(zhǔn)執行,轉位時間和承載能力按照不同刀架製造企業的設計要求進行檢測。
3、試驗方法
3.1 精度檢測
精度檢測要求依據國家標準GB/T 20960-2007, 數控臥式(shì)轉塔刀架進(jìn)行。主要檢測項目有:G1(定心軸徑的徑(jìng)向跳動);G2(軸肩支撐麵的端麵跳動);G3(軸肩(jiān)支撐麵對底麵的垂直度(dù));G4(重複定位(wèi)精度);G5(工(gōng)具孔軸線在工作位置的偏移);G6(工具孔軸線在工作位置的平行度);G7(刀槽在工作位置(zhì)的偏移);G8(工具安裝麵對基準(zhǔn)的平行度(dù));G9(工(gōng)具安裝麵在(zài)工(gōng)作位置的偏移)。
3.2 轉位時間檢測
轉位時間通過驅動器讀取電動機參數(shù)檢(jiǎn)測。如圖(tú)2為某實驗實測數據。按設計要求檢測單步(30°和45°)分度時間和任意角度分(fèn)度時間(jiān)。同時讀取命令位置、反(fǎn)饋位(wèi)置、位(wèi)置誤差、電(diàn)動(dòng)機轉速信息(xī)。
圖2 轉位時間檢測
3.3 承載能力檢測
如圖3為刀架承載能力(lì)檢測(cè)試驗台模型、檢測原理、檢測實例的示意(yì)圖。載荷(hé)通過液壓千斤頂施加,並(bìng)通過指示表讀取(qǔ)載荷大小,變(biàn)形(xíng)量通過千分表讀取。
圖3 承載能力檢測
按照(zhào)刀架設計要求,需要檢測(cè)刀架的切向承載能力(lì)(圖3左列)和徑向承載能(néng)力(圖(tú)3右列)。徑向載荷要分別考慮徑向壓載荷和徑向拉(lā)載荷下的(de)刀架承載能(néng)力和剛度。
4、結 論
設計了刀架可靠性試驗的總體試驗流程以及故障記錄表。提出了刀架電氣、液壓、驅動器、間隙(xì)、接近開關、冷卻係統功能檢測的檢測要求,分析(xī)了精度、轉位時間、承載能力技術指標檢測的檢測方(fāng)法。給出精度、轉位時(shí)間、承載能力檢測的試驗要求和試驗方法。
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