平面磨床“掉刀”问题的分析与研究

陆受东

摘 要：“掉刀”是平面磨削加工中常见的问题，该问题的产生，给正常加工带来了很大的影响，造成工件不合格甚至报废，经济效益受到严重的损失，重者造成砂轮爆裂，出现安全事故，严重危害人身安全。因此，本文结合我公司生产的平面磨床，针对“掉刀”问题的相关原因，展开了分析和研究，其目的就是采取合理的措施，有效解决该问题，进而保证平面磨床加工的稳定性和安全性。

关键词：平面磨削;“掉刀”问题;分析;研究

中图分类号：TG536 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）02-0062-02

0引言

平面磨削是一种非常重要的机械加工手段，平面磨床则是使用范围最广的机床之一，是发展精密制造业必不可少的关键装备，其广泛应用于工业生产各个领域，诸如模具、工量具、汽车、轴承等机械制造行业。

“掉刀”问题主要是指机床在加工过程中，垂直进给时，进刀量时大时小，或突然落刀，刀架瞬间自动向下滑落的现象，其实质为移动时因导轨结合面摩擦系数不均（波动）而产生移动阻滞现象。该问题的产生，给正常加工带来了很大的影响，造成工件不合格甚至报废，经济效益受到严重的损失，重者造成砂轮爆裂，出现安全事故，严重危害人身安全。因此，在机床加工的时候，需要明确“掉刀”问题产生的原因，采取合理的解决措施，避免“掉刀”问题的产生，进而保证平面磨床加工的质量，尽最大程度上实现良好的经济效益。

1平面磨床垂直进给机构

图1为我公司生产平面磨床垂直进给机构图。磨头采用压板夹紧于立柱上，通过垂直进给机构，可沿立柱两平导轨作垂直升降运动，由伺服电机经蜗轮蜗杆减速机、滚珠丝杠副传动，垂直升降配有液压平衡油缸及链轮机构。

2“掉刀”问题产生的主要原因

（1）导轨面、压板面、楔铁配合间隙大，有松动现象（接触点磨损或有虚假点子）。（2）传动装配质量不良，有憋劲现象，丝杆与螺母磨损，配合间隙大。（3）润滑不好或失效，运动部件处于干摩擦状态。（4）垂直传动系统配置可靠性差。（5）液压系统稳定性有波动。

3解决“掉刀”问题的主要措施

明确“掉刀”问题产生的原因以后，在下面的内容中，主要是针对“掉刀”问题解决的有效措施，展开了分析和阐述。

3.1从装配工艺上严格保证装配质量（图2）

严格检查立柱导轨大面2和阴面（压板结合面）9、侧面（靠面、弯头塞贴结合面）4之平行度（谨防出现喇叭口现象）、直线度，平行度允差0.015/1000，直度度允差0.01/1000。

磨头体大面、靠面、压板结合面、压板、弯头塞铁配刮时，工艺上注意以下几点：（1）涂色法检查，刮点12～16点/25×25，中部点子稍软（8～10点/25×25）。（2）涂色法检查，必须为面接触，严防线接触，接触点均匀分布，全长≥75%，全宽≥60%。（3）优先配好垂直进给机构（滚珠丝杆一侧）压板（不可调整），以免影响滚珠丝杆精度。（4）配研压板时，涂色法检查时必须拧紧全部螺钉后，再放在立柱上移动配研（注意：中部点子稍软，应先拧紧中间两螺钉，再依次向外拧紧其余螺钉）。（5）刮研表面要光洁，清洗零件，避免刮研残留物、碎末等杂质刮伤导轨、堵塞润滑油孔。

滚珠丝杆安装时，严格检查滚珠丝杆中心与立柱导轨的平行度（上母线/侧母线）0.015mm/全长。（1）检测时，打表必须检测到滚珠丝杆的两端，防止出现两头憋死现象。（2）手动摇转滚珠丝杆（旋转必须轻重一致）检查，必须使磨头上、下移动匀称、灵滑，保证磨头在立柱导轨全长内行动无啃住（阻滞）现象，千分表检测指针无跳动。（3）装好后达到转匀而无轴向间隙，否则配磨轴承垫圈。

3.2保证导轨充分润滑

如（图3）所示，导轨润滑采取是点动润滑方式，由时间继电器控制，开机后油站供油，润滑油从润滑站上油泵泵油沿油路分別进入分油器，分别进入垂直滚珠丝杠润滑口13、弯头楔铁润滑口5、磨头体两进油孔润滑口3、12（通过工艺孔流入左、右压板）。

每天开机时，必须通过操作按钮站上的“点动润滑”按钮进行人工供油，以防导轨失油导致干摩擦，加速刮研点子的磨损，严重者导致导轨拉伤。

3.3优化垂直传动系统配置

在加工的时候，为了保证加工的效果，以及磨头重量的平衡性，一般都是利用伺服电机（蜗轮蜗杆减速机）减轻荷载，并且满足快速度运动响应的需求。但是，由于该系统的配置相对较为简单，仅仅可以实现基本功能，若是后期一旦控制不好，很容易导致“掉刀”问题的产生。（1）可以在驱动装置中安装电动机抱闸系统，并且在电动机抱闸系统中串入继电器，这样可以有效起到控制的目的，进而避免平面磨床“掉刀”问题的产生。（2）可以在控制系统中安装自动报警装置，这样一旦平面磨床“掉刀”问题发生的话，报警系统就会启动，禁止各轴给进，停止机床的加工，对该项问题进行解决，这样可以有效避免发生工件损坏，以及经济效益造成严重的损失。

3.4优化液压系统

液压系统优化是解决机床“掉刀”问题的一个有效方式，具体的内容如下。

（1）为了保证升降过程中的压力，需要根据原有的液压系统的运行状态，进行系统的局部优化和改造，如图3所示。若是平衡油缸和外部液压系统工作所呈现的压力，依旧是由泵上的先导溢流阀设定，那么优化的时候，需要根据实际情况，应当新接入溢流阀，这样可以对平衡油路回油进行控制，这样可以有效避免异常情况的产生。

（2）在溢流阀设定以后，需要严格对压力值进行控制，通常没有特殊要求的话，其压力应当控制在0.5MPa左右，并且磨头若是处于下移的时候，油液需要经过溢流阀进入油箱，这样可以在一定程度上减轻对泵的工作荷载，进而降低平面磨床“掉刀”问题的产生，为保证机床加工的稳定性和安全性，给予了基础性的保证。例如：在机床生产加工的时候，通过利用压力检测设备，时刻分析压力值，一旦出现异常立即进调整，这样大大降低了“掉刀”问题的产生。