機(jī)床配件的磨損對(duì)機(jī)床加工的影響
機(jī)床配件的磨損是機(jī)床長期使用中不可避免的現(xiàn)象,但磨損程度超過允許范圍時(shí),會(huì)直接影響機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量及設(shè)備壽命,甚至引發(fā)安全隱患。以下從具體配件類型出發(fā),分析磨損對(duì)加工的影響:
一、運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)部件磨損的影響
1.導(dǎo)軌與滑塊(如直線導(dǎo)軌、滑動(dòng)導(dǎo)軌)
磨損表現(xiàn):導(dǎo)軌面出現(xiàn)劃痕、研傷或不均勻磨損,滑塊與導(dǎo)軌間隙增大。
對(duì)加工的影響:
加工精度下降:導(dǎo)軌導(dǎo)向精度喪失,導(dǎo)致工作臺(tái)或刀架運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)直線度誤差(如銑削平面時(shí)產(chǎn)生平面度超差)、垂直度偏差(如鏜孔時(shí)孔軸線與端面不垂直)。
表面質(zhì)量惡化:滑塊與導(dǎo)軌間隙過大,運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)或爬行,使工件表面出現(xiàn)波紋、振紋(如車削外圓時(shí)的“竹節(jié)狀”紋路),粗糙度值(Ra)可能從1.6μm升至6.3μm以上。
進(jìn)給不均勻:磨損導(dǎo)致的間隙會(huì)使進(jìn)給量忽快忽慢,影響螺紋加工的螺距精度或齒輪加工的齒距誤差。
2.絲杠與螺母(如滾珠絲杠、梯形絲杠)
磨損表現(xiàn):絲杠螺紋面磨損、滾珠絲杠的滾珠或滾道疲勞剝落,螺母與絲杠配合間隙增大。
對(duì)加工的影響:
定位精度超差:絲杠螺距因磨損產(chǎn)生累積誤差,導(dǎo)致工作臺(tái)移動(dòng)距離與指令值偏差(如指令移動(dòng)100mm,實(shí)際移動(dòng)99.8mm),尤其在精密鏜孔、坐標(biāo)鏜削中影響顯著。
反向間隙增大:絲杠與螺母的間隙會(huì)導(dǎo)致工作臺(tái)反向運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)“空行程”,加工階梯軸或臺(tái)階面時(shí)產(chǎn)生尺寸誤差(如臺(tái)階高度差超差)。
進(jìn)給速度不穩(wěn)定:磨損部位的摩擦阻力變化,使進(jìn)給速度波動(dòng),影響切削力穩(wěn)定性,可能導(dǎo)致刀具崩刃(如硬質(zhì)合金刀具加工硬鋼時(shí))。
二、主軸與軸承部件磨損的影響
1.主軸軸承(如滾動(dòng)軸承、滑動(dòng)軸承)
磨損表現(xiàn):軸承滾道磨損、滾珠/滾子疲勞、滑動(dòng)軸承軸瓦研傷,導(dǎo)致主軸徑向跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)增大。
對(duì)加工的影響:
回轉(zhuǎn)精度下降:主軸徑向跳動(dòng)超差(如超過0.01mm)會(huì)導(dǎo)致加工外圓時(shí)出現(xiàn)圓度誤差(橢圓),鏜孔時(shí)出現(xiàn)孔的圓柱度偏差;軸向竄動(dòng)過大會(huì)影響端面垂直度或平面度(如銑削平面時(shí)出現(xiàn)中凸或中凹)。
表面粗糙度惡化:主軸振動(dòng)加劇,使刀具與工件的相對(duì)位置不穩(wěn)定,加工表面出現(xiàn)振紋(如磨削加工時(shí)的波紋度超差)。
刀具壽命縮短:軸承磨損導(dǎo)致主軸剛性下降,切削時(shí)產(chǎn)生顫振,加速刀具磨損(如高速鋼銑刀的耐用度可能降低50%以上)。
2.主軸錐孔與刀柄
磨損表現(xiàn):主軸錐孔(如BT40、BT50)因頻繁裝拆刀柄產(chǎn)生磨損,錐面貼合度下降;刀柄錐部出現(xiàn)劃痕或變形。
對(duì)加工的影響:
刀具定位不準(zhǔn):錐面貼合不良會(huì)導(dǎo)致刀柄徑向跳動(dòng)增大,加工時(shí)刀具中心與主軸中心偏差,出現(xiàn)尺寸誤差(如鏜孔直徑偏大)。
傳遞扭矩不足:錐面磨損后摩擦力下降,高速切削時(shí)可能出現(xiàn)刀柄打滑,引發(fā)振動(dòng)或“打刀”事故(如立銑刀加工時(shí)突然停轉(zhuǎn))。
三、刀具系統(tǒng)與夾具配件磨損的影響
1.刀架與刀庫配件
磨損表現(xiàn):刀架定位銷磨損、刀庫機(jī)械手爪磨損,導(dǎo)致刀具換刀定位精度下降。
對(duì)加工的影響:
換刀誤差:刀具安裝位置偏差(如軸向或徑向偏擺),導(dǎo)致多工序加工時(shí)的尺寸一致性差(如粗加工與精加工的直徑差不穩(wěn)定)。
刀具脫落風(fēng)險(xiǎn):機(jī)械手爪磨損后夾持力不足,高速換刀時(shí)可能出現(xiàn)刀具墜落,損壞工件或設(shè)備。
2.夾具定位與夾緊部件
磨損表現(xiàn):定位銷、定位塊磨損,夾緊裝置(如卡盤爪、壓板)變形或磨損,導(dǎo)致工件定位不準(zhǔn)、夾緊力不足。
對(duì)加工的影響:
工件定位誤差:定位面磨損使工件基準(zhǔn)偏移,加工后零件的形位公差超差(如平行度、垂直度不符合要求)。
工件松動(dòng):夾緊力不足或不均勻,切削時(shí)工件位移,出現(xiàn)“啃刀”現(xiàn)象(如車床加工時(shí)工件飛出,或銑削時(shí)表面出現(xiàn)深溝)。
四、其他配件磨損的影響
導(dǎo)軌防護(hù)罩:磨損或破損后,無法有效阻擋切屑、冷卻液進(jìn)入導(dǎo)軌,加劇導(dǎo)軌磨損,形成惡性循環(huán)。
潤滑系統(tǒng)配件:油管堵塞、油泵磨損導(dǎo)致潤滑不良,加速運(yùn)動(dòng)部件磨損(如導(dǎo)軌干摩擦?xí)?dǎo)致局部過熱、退火)。
檢測與反饋部件:光柵尺、編碼器等測量元件的讀數(shù)頭磨損,會(huì)導(dǎo)致位置反饋信號(hào)不準(zhǔn),進(jìn)一步放大加工誤差。