解决圆弧插补铣精铣内孔不稳定问题

■神龙汽车有限公司（湖北襄阳 441004）刘 辉 杨卫国 杨明坤 尹吉春

COMAU—URANE25以高精度、高运行速度和低故障率，越来越得到用户的信赖。2006年，我公司开始引进BE变速箱生产技术。为了保证产品质量，我公司生产的BE离合器壳体总成以及变速箱壳体开始采用COMAU—URANE25加工中心加工。

1.问题介绍

我公司离壳器壳体总成由半壳、离壳通过4个固定螺栓组成（见图1）。近期，加工离合器壳体总成的加工中心（简称X F1253）出现异常问题：加工111#孔径不稳定，出现超差现象。该孔加工先用镗刀粗镗孔，再用铣刀圆弧插补（G3）方式精铣内孔，孔径一直稳定在（φ63.025±0.005）mm（要求φ63.01～φ63.04mm），而这次问题的现象是加工过程中加工孔径波动大：在φ63.067～φ63.004mm之间波动。

图1

2.问题分析

针对此问题，由工艺、维修和生产车间成立问题分析小组，列举了可能存在的几个问题，并针对这些问题展开行动：

（1）根据现场孔径检测值，发现在X、Y方向均有波动，结合以前的维修经验，判断驱动器出现问题，先后更换X、Y轴驱动器后，问题现象未消除。

（2）判断夹具压力是否稳定。工件在夹紧后，通过夹具测压口用压力表进行压力检测为5MPa，理论上该压力要一直维持直到加工完成，工件松开为止。而在实际检测过程中，该压力在3min内由5MPa降到0MPa，存在泄压情况。更换单向阀后，测量10min，压力维持在5MPa，压力正常，试切零件，首件孔径合格，试切第二件零件，孔径超差，问题依旧。

（3）检查前道工序拧紧机拧紧扳手的拧紧力矩是否符合要求。通过阿特拉斯转矩检测仪对4个拧紧扳手、每个扳手进行5组拧紧力矩数据对比，结果均合格（见附表）。另外，考虑到有同样设备XF1260与XF1253加工同一工序，而XF1260加工结果合格稳定，排除拧紧问题。

5组拧紧力矩数据对比表

（4）检查X、Y轴直线导轨表面未出现划伤，导轨完好；在上述工作开展的同时，我们针对XF1253加工111#孔大的、孔小的和孔合格的零件各取一件（共3件），XF1260正常件取一件，通过圆度仪进行圆度分析，通过对圆度仪测量结果进行分析，可以得出一个结论：Y轴有异常（见图2）。

图2

3.问题处理

针对Y轴，制定下列措施：

（1）检查Y轴平衡气缸压力是否正常。压力在4.5MPa，同时NC断电后未出现Y轴上移或下降情况，压力正常；问题依旧。

（2）确认Y轴光栅尺是否正常。更换Y轴光栅尺，以及后续的更换光栅尺电缆，问题依旧。

（3）检查机床运动精度是否正常。用COMAU专用精度检查工具BALLBAR（具体使用方法可参见《Ballbar球杆分析仪的扩展应用》），对设备精度进行检查：通过对圆弧插补的轨迹进行模拟，发现在Y轴方向有0.25mm的椭圆，最终检查发现Y轴导轨滑块有0.05mm的间隙，更换导轨后加工首件合格，继续加工，连续加工合格。进行30件能力测试，能力合格，CAM达到2.96，CAP达到2.98，CPA达到2.87（要求CAM≥1.33，CAP≥1.33，CPK＞1.1），问题解决（见图3）。

图3

4.结语

COMAU—URANE25加工中心X、Y和Z轴的位置均由（绝对式）直线光栅尺测量，其中，X轴（X1、X2）由两套光栅尺分别测量（便于同步调节）。精度相当高，一旦X、Y和Z精度有问题都会报警，因此错误地以为机床精度没有问题，忽略了精度检查，导致处理该问题用了近6天时间。针对 COMAU—URANE25类似的加工质量问题，如果设备具有精度检测工具BALLBAR，应首先用精度检测工具BALLBAR对设备精度进行检测，先保证设备精度没有问题，再根据检测结果进行准确分析和判断，能更好、更快地解决质量问题，避免走弯路。