車床刀（dāo）架可靠性（xìng）試驗關鍵技（jì）術研（yán）究
2020-2-3 來源：沈陽機床股份有限公司 作者：孔祥誌， 郭智春
數控刀架是數控車床的核心部件，其可靠性及精度穩（wěn）定（dìng）性是數（shù）控車床的重（chóng）要技術指（zhǐ）標，目前數控（kòng）車床約1/4的故障源於數控刀架領域。可靠性是產品綜合性能反映的指標，反映了產品質量的優劣，我國國產數控刀架與國外產品相（xiàng）比，技（jì）術（shù）指標偏低、可靠性差、故障率（lǜ）高、精度保持（chí）性差（chà），並直接（jiē）影響國產數控車床整機產品的性能，影（yǐng）響車床的加工（gōng）效率及加工精度，以及客戶滿意度，成為製（zhì）約我國車床品（pǐn）發展的瓶頸。研究數控刀（dāo）架的可靠性及其試驗方法，找出（chū）影響數控刀架可靠性、精（jīng）度保持性和性（xìng）能穩定性的故障原因，分析（xī）薄弱環節，提（tí）出改進與控製（zhì）措施，有利於提高我（wǒ）國國產數控刀架的可靠性，並促（cù）進數控車床行業的發展（zhǎn）.
1 、刀架可靠性試驗總體流程設計
1.1 實驗流程
圖1為數控刀架可（kě）靠（kào）性試驗的總體試驗流程設計。1）刀架運（yùn）車試驗主要檢測（cè）刀架的（de）功（gōng）能指標是否滿足（zú）設計要求，該（gāi）階（jiē）段故障不計入考核，但需要進行故障處理，並及時恢複正常工作狀態；2）刀架技術（shù）指標檢測，該階段需（xū）要檢測刀架的（de）定位精度、承載能（néng）力及剛度、轉（zhuǎn）位時間等技術參數（shù）；3）加（jiā）載試驗，該階段模擬刀架工作切削力進行試驗加載；4）空轉試驗，進行（háng）各種換刀動（dòng）作，模（mó）擬刀架換刀轉位，此階段不施（shī）加切削力。
1.2 故障記錄
表1為可靠性試驗故障記錄表（biǎo）。主要記錄刀架編號、試驗日期、試驗時間、操作、故障、工作循環周期等。
2 、刀架功能（néng）檢測和技術指標檢測
2.1 刀架功能（néng）檢測
刀架主要的功（gōng）能檢測指標如表2所示。
刀架裝配（pèi）、電氣連接、液壓連接主要檢查是否按圖樣要求正確裝配，裝配出錯及由此帶來的故障（zhàng）不計入考核。通過控製器檢查（chá）電動機的正反轉、速度、加速度、角位移等參數。刀架轉位（wèi）過程中，要保證驅動齒輪係的背向間隙在合理範圍內。刀架在鎖緊鬆開過程中，要保（bǎo）證軸向竄動間隙在合理範圍內。接近開關檢測刀架的鎖緊鬆開時間。刀架功（gōng）能檢測還需要檢查刀架（jià）冷卻液管路是（shì）否正常工作，是（shì）否有（yǒu）漏水（shuǐ）現象。
2.2 刀架技術指標檢測
刀架技術指標檢測（cè）主要包括：精（jīng）度檢測、轉（zhuǎn）位時間檢測、承載（zǎi）能力檢測。技術指標要滿足國家（jiā）標準要求及產品設計要求。技術指標檢測需在運車試驗、加載試驗、空載試（shì）驗完成後各檢一次。精度檢測需依據（jù）國家標準執行，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（háng）檢測。
3 、試驗方（fāng）法
3.1 精度檢測
精度檢測（cè）要求依據國家標（biāo）準GB/T 20960-2007, 數控臥式轉塔刀架進行。主要檢測項目有（yǒu）：G1（定心軸（zhóu）徑的徑向跳動）；G2（軸肩（jiān）支撐麵的端麵跳動）；G3（軸（zhóu）肩支撐麵對底麵的垂直度）；G4（重複定（dìng）位精度）；G5（工具孔軸（zhóu）線在工作位置的偏移）；G6（工具孔軸線（xiàn）在工作位置的平行（háng）度）；G7（刀槽在工作位置的偏移）；G8（工具（jù）安裝麵對基準的平行度）；G9（工具安裝麵在工作位置的偏移）。
3.2 轉（zhuǎn）位時間檢測
轉位時間通過驅動器讀取（qǔ）電動機參數檢（jiǎn）測。如圖2為（wéi）某實驗實測數據（jù）。按設計要求檢測單步（30°和45°）分度時間和任意角度分度時（shí）間。同（tóng）時讀取命令（lìng）位置、反饋位置、位置誤差、電動機轉速信息（xī）。
3.3 承載能力檢測
如圖3為刀架承載能力檢測（cè）試驗台模型、檢（jiǎn）測原理、檢測實例的示意圖。載荷通過液壓千斤頂施加，並通（tōng）過指示表讀（dú）取載荷大小，變形量通過千分表讀取。
按照（zhào）刀架設計要求，需要檢測刀（dāo）架的切向承載能力（圖3左（zuǒ）列）和徑向承載能力（圖3右列）。徑向載荷（hé）要分別考慮徑向壓（yā）載荷和徑向拉載（zǎi）荷下的刀架承載能力和剛度（dù）。
4 、結 論
設計了刀架可（kě）靠性試驗的總體（tǐ）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、接近（jìn）開（kāi）關、冷卻係統功能檢測的檢測要求，分析了精度、轉位時間、承載能（néng）力技術指標（biāo）檢測（cè）的檢測方法（fǎ）。給（gěi）出精度、轉位時間、承載能力檢測的試驗要求和試驗方法（fǎ）。
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