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大型数控龙门铣床工作台抖动及蜗母条涂层碎裂脱落现象造成的原因

  更新时间:2024-02-20 点击量:1049

通过对环境温度、油温及床身水平、工作对象、传动结构、控制系统等的检测和诊断分析,认为工作台抖动及蜗母条涂层碎裂脱落现象主要是由下列原因引起的。
(1)闭式静压导轨各工作面上均有油腔,因此,能很好的承受正反方向垂直载荷偏载引起的倾覆力矩,运动精度高、动态性能好,但该机床安装在无恒温车间内,环境温度变化大(宁波全年温差高达43℃左右)。从实际检测情况看,秋末初冬气温在13℃左右时工作2h后,油温升到25℃,床身导轨中凹约0.17mm/20m;夏季气温在35℃左右时工作2h后,油温升到近60℃,床身导轨呈中凸0.67mm/20m,随着工作时间延长、气温上升,床身导轨中凸达0.80~0.90mm/20m?;肪澄露仍谧罡吆妥畹褪保采淼脊煸诖怪逼矫婺诘牟恢倍任蟛钪悼纱?.20mm/20m,而静压导轨的间隙仅为0.06~0.08mm。这么大的误差必然导致静压被破坏,局部导轨面相互摩擦、工作台阻力变大,使工作台出现爬行、抖动,解体后发现端面静压轴承已损坏。
 (2)由于工作台的爬行、抖动,静压蜗杆副的工作状态变得恶劣,切削时工作台的巨大冲击力破坏了蜗杆副和静压端面推力轴承的静压,静压的波动又反过来影响工作台进给的平稳性。
(3)蜗母条表面SKC-3涂层的主要成分是石墨和聚四氟乙稀,该材料具有密度高、耐磨、自润性好、摩擦因数小等特点。表面涂层的施工工艺操作方便,精度高,但它是脆性材料,一旦受到较大的冲击,容易碎裂脱落。蜗杆副工作面的侧隙为0.04~0.06mm,工作台的阻力变大、蜗杆副工作面静压的不稳定使工作台产生前后抖动,导致蜗杆副工作面产生瞬间直接接触,端面静压轴承工作面损坏、最终蜗母条表面涂层碎裂脱落。
 第二次蜗母条表面涂层碎裂的另一原因是:蜗母条涂层在第一次时碎裂脱落时,其铸铁基面被液压油浸侵,因无法彻底清除而影响涂层修补时的粘着力,局部修补时表面无法达到精度要求影响了蜗杆静压的稳定性。
(4)静压油因油温升高,粘度变低,刚度下降。
解决错施
 (1)环境温度变化太大,造成床身热变形是工作台产生爬行、抖动的主要原因之一。由于该机床安装在大车间内,短期内解决恒温问题可能性不大。必需从管理和维护上采取措施,根据季节变化及时地进行床身水平的检测和调整,以保证工作台静压导轨副的间隙处于正常范围内。
 (2)完善静压、润滑油的恒温控制系统。
 (3)改造蜗杆副结构。
①原蜗杆的轴向定位采用端面静压轴承定位,由于受尺寸限制及其他各种因素,引起其载荷力不稳定,容易使蜗杆产生轴向窜动,改为用单向推力圆柱滚子轴承定位。
②原蜗杆静压油采用配油环配油,配油环和蜗杆轴之间自由定心,易产生磨损,改为配油轴配油,轴配油在蜗杆内腔用滚动轴承定位,有效保证了同轴度。
 ③原蜗杆副静压腔设在蜗杆上,更改设计在蜗母条上,不但简化加工工艺,并使油腔有效面积增大。
④原蜗母条铸铁工作基面光滑无锲沟,涂层附着力较差,蜗母条铸铁工作基面上增加多条锲沟,以增加涂层附着力。
 ⑤蜗母条涂层工艺。并在涂层内附加铜丝网膜,使涂层更具整体性,增加了涂层的刚性和抗冲击性。
 ⑥利用怨蜗杆转动箱,对相关尺寸合零件重新设计和加工,调整定位,改进蜗杆液压系统。

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