掉刀是指高速數(shù)控立車在加工過程中,刀架滑枕瞬間自動(dòng)向下滑落的現(xiàn)象。掉刀會(huì)造成刀具刀尖崩裂,工件表面扎出凹坑等危害,是一種設(shè)備故障。那么這是什么原因造成的呢?
故障原因分析
立刀架滑枕升降主要由伺服電動(dòng)機(jī)通過減速箱直聯(lián)滾珠絲杠進(jìn)行驅(qū)動(dòng),滑枕重量為11t?;碡Q直方向?qū)к売?2塊滾動(dòng)導(dǎo)軌塊精密導(dǎo)向,摩擦損失極小??紤]滑枕自身較重,驅(qū)動(dòng)滑枕的交流伺服電動(dòng)機(jī)選用了帶抱閘裝置,同時(shí)為了保證Z軸反向速度、動(dòng)作靈敏性和定位精確度,減小電動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠傳動(dòng)副的負(fù)載,設(shè)備配置有滑枕液壓平衡系統(tǒng)。
滑枕液壓平衡系統(tǒng)采用軸向柱塞式變量泵為滑枕平衡液壓缸供油,液壓平衡壓力(約為10MPa)通過計(jì)算提前設(shè)置,工作過程中,達(dá)到設(shè)定壓力后,油泵自動(dòng)調(diào)整使供油量降至0,并保持壓力恒定。當(dāng)滑枕向上移動(dòng)時(shí),供油量根據(jù)需要上升,但壓力保持恒定,滑枕向下移動(dòng)時(shí),排擠出的油由安全閥回流油箱。同時(shí)在設(shè)計(jì)上,該系統(tǒng)還兼顧刀架主軸箱換檔。
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為了保證平衡滑枕重量,使電動(dòng)機(jī)減荷,滿足快速運(yùn)動(dòng)響應(yīng),需時(shí)刻保持平衡油缸壓力恒定。高速數(shù)控立車系統(tǒng)雖然配置簡(jiǎn)單,能實(shí)現(xiàn)基本功能,但也存在以下不足:
(1)軸向柱塞變量泵是系統(tǒng)核心,系統(tǒng)對(duì)變量泵的運(yùn)行要求極高,變量泵出現(xiàn)問題易導(dǎo)致壓力驟降,在滑枕快速升降時(shí)流量變化大,壓力易波動(dòng)。
(2)液壓系統(tǒng)除實(shí)現(xiàn)滑枕平衡外,還給刀架主軸箱換檔供油,兩部分油路未隔離,可靠性降低,存在相互影響,尤其是主軸箱進(jìn)行換檔瞬間,或換檔油路出現(xiàn)問題接入回油時(shí),易導(dǎo)致壓力驟降。液壓平衡缸壓力的不平穩(wěn),造成電動(dòng)機(jī)出力波動(dòng)較大,易損壞電動(dòng)機(jī),并引發(fā)掉刀故障。
此外,在高速數(shù)控立車電氣控制上,設(shè)計(jì)主要基于正常工況運(yùn)行狀況,未對(duì)掉刀類突發(fā)情況采取相關(guān)制動(dòng)措施,在掉刀故障發(fā)生前無預(yù)防機(jī)制和發(fā)生后的糾錯(cuò)制止機(jī)制。?