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車床刀架可靠（kào）性試驗關鍵技術研究

2020-2-3 來源：沈陽機床股份有限公司作者：孔祥誌，郭智（zhì）春

數控刀架是數控車床的核心部件，其可靠（kào）性及精度穩定性是數控車床的重要技術指標，目前數控車床（chuáng）約1/4的故（gù）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比，技術指標偏低、可靠性差、故障率高、精（jīng）度保持性差，並直接影響國產數（shù）控車床整（zhěng）機產品的性（xìng）能，影響車床的加工（gōng）效率及加工精（jīng）度，以及客戶滿意（yì）度，成為製約我國車（chē）床品（pǐn）發展的瓶頸。研究數控刀（dāo）架的可靠（kào）性及其試驗方法，找出影響數控刀架（jià）可靠性、精度（dù）保持性和性能穩定性的（de）故障原因，分析薄弱環節，提出改進（jìn）與控製措施（shī），有利（lì）於提高我國國產數（shù）控刀架的可靠性，並促進數控車（chē）床行業的發展.

1 、刀架可靠性試驗（yàn）總體流程設計

1.1 實驗流（liú）程（chéng）

圖1為數（shù）控刀架（jià）可靠性（xìng）試驗的總體試驗流程設計。1）刀架運（yùn）車試驗主要檢（jiǎn）測刀架的（de）功能指標是否（fǒu）滿足設計要求，該階段故障不計入考核，但需要進行故障處（chù）理，並及時恢複正常工作狀（zhuàng）態；2）刀架技術指標檢測，該階段（duàn）需要（yào）檢測刀架的（de）定位（wèi）精度、承載能力及（jí）剛度、轉位時（shí）間等技術參數；3）加載試驗，該階段模擬刀架工（gōng）作切削力進行試驗加（jiā）載；4）空轉試驗，進行各種換刀動作，模擬刀架換刀轉位，此階段不施加切削力（lì）。

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（yàn）時（shí）間、操作、故障、工作循環周期等。

2 、刀（dāo）架功能檢測（cè）和技術（shù）指標檢測

2.1 刀架（jià）功能檢測

刀架主要（yào）的功（gōng）能檢測指標如表2所示。

刀架裝配、電氣連（lián）接、液壓連接主要檢查是否（fǒu）按圖（tú）樣要求正確裝配，裝配出錯及（jí）由此帶來的故（gù）障不計（jì）入考核。通過控製器檢查電動機的正反轉、速度、加速度、角位移等參數（shù）。刀架轉位過程中（zhōng），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（yào）保證軸向竄動間隙在合（hé）理範圍內。接近開關檢測刀架（jià）的鎖緊鬆開（kāi）時間。刀架功能檢測還需要檢查刀（dāo）架冷卻液（yè）管路是否正常（cháng）工作，是否有漏水現象。

2.2 刀架（jià）技術指標檢測

刀架技術指標檢測主要包括：精度檢測、轉位時間檢測、承載能力檢測。技術指標要（yào）滿足國家標（biāo）準要求及產品設（shè）計要求。技術指（zhǐ）標（biāo）檢測需在運車試驗、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執行，轉位時間和承載能力按照不同刀架製造企業的設（shè）計要（yào）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（kòng）臥式轉塔刀架進行（háng）。主要檢測項目有：G1（定（dìng）心軸徑的徑向跳動）；G2（軸（zhóu）肩支撐麵的端麵跳動）；G3（軸肩（jiān）支撐麵對底麵的垂直度）；G4（重複定位精度）；G5（工（gōng）具孔軸線在工作位（wèi）置的偏移）；G6（工具孔軸線在（zài）工作位置的平（píng）行度）；G7（刀槽在工作位置的偏移）；G8（工具安裝麵對基（jī）準的平行度）；G9（工具安裝麵在工作（zuò）位置的偏移）。

3.2 轉位時間檢測

轉位時（shí）間通過驅動器讀取電動機參數檢測。如圖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度時間。同時讀取命令位置、反饋位置、位置誤差（chà）、電動機轉（zhuǎn）速信息。

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、檢測實例的示意圖。載荷通過液壓千斤頂施（shī）加，並通過指示表讀取載荷大小，變形量通過千分表讀取。

按照刀架設計要求，需（xū）要檢測刀架的切向承載能力（圖3左列）和徑向承載能力（圖（tú）3右列）。徑向載荷要分別考慮徑向壓載荷和徑向拉（lā）載荷下的刀架承載能力和剛度（dù）。

4 、結論

設計了刀架可靠性試驗的總體試驗流程以及（jí）故（gù）障記錄表。提出了刀架電氣、液壓、驅動器、間隙、接近開關、冷卻係統功能檢測的檢測要求，分析了精度、轉位時間、承載能力（lì）技術指標檢測的檢測方法。給出（chū）精度、轉位時間、承載能力檢測的試驗要求（qiú）和試驗方法。

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