高精密加工中心精度保持研究
2021-11-26 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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