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高精密加工中心精度保持研究
Nov 26, 2021  来源:云南昆船机械制造有限公司   作者:王涛,罗华,谭福莲,吴望华

     摘要:精密加工中心精度可从微米到亚微米,乃至纳米,定位准确,切削效率高,价格昂贵,一直被国外高端数控机床厂商所垄断。研究如何正确保养使用设备,分析保持精度的方法,将延长使用寿命,提高利用价值。
  
     关键词:高精密;加工中心;精度保持;维护

     在机床行业,数控机床以轴数为标准,三轴以下的为低档,三至五轴为中高档,五轴以上为高档。五轴以上高精密加工中心是一种专门用于加工复杂曲面的机床,主要应用在航空航天、船舶制造、国防、精密器械、医疗设备等民用军事领域。其是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、高精密零件和重型发电机转子等加工的唯一手段,五轴数控联动机床产业对一个国家的航空、航天、军事和精密器械等行业有着举足轻重的影响力。但设计使用寿命一般为 6 ~ 8 万小时,为了保持设备的精度,加工产品合格率,提高使用寿命,降低成本,需要对设备使用方法,维护保养要点进行重点研究。

     1、选用研究设备
  
     研究设备选择第 1 梯队进口五轴加工中心;车铣复合加工中心。如德国德玛吉 DMG、哈默、巨浪,瑞士米克朗,意大利菲迪亚,奥地利 EMCO 九轴车铣复合加工中心,WFL 车 -镗 - 铣加工中心。
  
     1.1  基本性能和切削参数
  
     中国目前的加工中心技术应用基本和世界同步,在精度和稳定性方面和世界一流水平有比较大的差距。本次研究设备采用第 1 梯队进口加工中心,主要性能参数如表 1。
  
表 1  性能参数
 
  


     1.2  精度保持难
 
     82% 以上的高精密设备没有按使用手册正确保养和维护,在稳定性、可靠性和准确性方面出现问题 , 排除故障的过程不太容易,所以精度的保持是必要的。但是,由于环境、人员素质、维护管理不到位,造成设备频繁故障,精度下降,因此,我们要综合分析,实现加工精度的有效提升保持。

     2、研究问题及方法
  
     2.1  先进管理方法
  
     数控机床不但要严格遵守操作规程,而且要重视数控机床的维护管理工作。掌握基本操作维护知识,对一般故障会进行及时判断和处理,不仅有助于正确使用数控机床 , 而且能提高数控机床的使用效率 , 并防止故障的进一步扩大和恶性事故的发生。要严格监督执行数控设备一、二、三级保养制度。

     2.2  细心的维护保养
  
    (1)专业性:培养专业维修保养队伍,严格按照设备规定要求定期维护保养工作。
    (2)规范性:严格做好班前各个部位点检做好记录存档。
    (3)洁净性:机床内外清洁好、无油污、无锈蚀;定期查看各滑动面、丝杠,轴承、换刀门,排屑器链轮和齿条,主轴装刀锥孔,电控柜等等。
    (4)安全性:严格执行安全操作规章制度和“6S”管理,建立健全交接班制度,违章操作零容忍。
    (5)责任性:奖惩分明,正确操作,精心维护,提高整体素质,做到人人参与,预防为主,共同维护。

     3、 维护保养主要内容
  
     3.1  主轴系统维护
  
     五轴高速加工中心主轴转速一般在 18000 ~ 40000r/min加工过程主轴温度快速上升,但主轴部件最佳工作温度为 20~ 25℃,主轴轴承的温度不得超过室温 10℃。

     3.2  排屑器和冷却液保养
  
    (1)排屑器在使用一段时刻后要调节松紧度合适,延长使用寿命。
    (2)设备作业时,排屑器要一起作业,超过 20 天左右不运转,应空载转动 30min 左右,防止过载和卡滞。
    (3)实时根据加工实际,调整排运行时间,粗加工间隔时间 200 ~ 370s,每次排削 20 ~ 40s。
  
     3.3  冷却液使用寿命管理
  
     加工中心高速切削加工过程温度高达几百度,需冲冷却液和吹压缩空气等要对刀具急速降温,冷却液应具备良好的润滑、冷却、防锈和清洗性能,还必须满足工艺技术要求,减少刀具损耗,降低加工零件表面的温度及粗糙度等。
   
     3.4  电控柜防尘及温度控制
  
     设备电柜必须按要求保持清洁,避免灰尘,油污造成电器元件故障。温度控制在 20 ~ 34℃,定期清理防尘过滤网。
  
     3.5  光栅尺保养
  
     光栅尺是加工中心定位基准的关键测量装置,使用中要注意合理的维护方法。
  
    (1)防止安装位置周围的切屑和油液异物进入光栅尺内部,污染光栅尺。
    (2)维护保养时,检查各安装固定螺钉是否松动,规定时间用无水乙醇清洗擦拭光栅尺面及指示光栅面。
    (3)操作保养时,如靠近,要小心碰撞和压到光栅尺,避免剧烈震动和敲打。

     4、常规注意事项
   
    上班头脑要保持时刻清醒,做到眼观六路耳听八方,操作设备果断利索,状态不好休息 10min 左右再上岗操作。

     4.1  数控设备环境要求
    
     机床保持干燥清洁,注意灰尘污染,高精密机床周围要有吸震动装置,设备四周安装其他机床要认真评估计算(设备间距保持 5 ~ 7m 以上),不能影响设备的正常工作和造成干扰,温度和湿度变化大的非恒温厂房,要避免环境因素对设备精度的影响。
 
     4.2  注意事项
  
     时刻检查气液分离器,查看压缩空气杂质和水分含量,注意气管是否有漏气现象,机床用电源电压要保持稳定,其波动范围应在正常电压 10% ~ 15%,电压不稳定要增设配电稳压器,防止损坏设备电子部件。

     5、结语
  
    高精密加工中心的使用寿命和精度不仅取决于设计本身,更重要的是严格有效管理监督和定时保养和维护。不断总结维护经验,对设备进行日、周、月检制度,不断提高操作和维护人员整体技能和素质,全员参与,精益管理,防止设备非正常磨损 , 以确保机床处于良好安全的运行状态 , 有效地延长了数控机床的使用寿命,提升经济效率,保障企业健康持续发展。
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