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大型數(shù)控龍門銑床工作臺(tái)抖動(dòng)及蝸母條涂層碎裂脫落現(xiàn)象造成的原因

  更新時(shí)間:2024-02-20 點(diǎn)擊量:1060

通過對(duì)環(huán)境溫度、油溫及床身水平、工作對(duì)象、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)等的檢測(cè)和診斷分析,認(rèn)為工作臺(tái)抖動(dòng)及蝸母條涂層碎裂脫落現(xiàn)象主要是由下列原因引起的。
(1)閉式靜壓導(dǎo)軌各工作面上均有油腔,因此,能很好的承受正反方向垂直載荷偏載引起的傾覆力矩,運(yùn)動(dòng)精度高、動(dòng)態(tài)性能好,但該機(jī)床安裝在無恒溫車間內(nèi),環(huán)境溫度變化大(寧波全年溫差高達(dá)43℃左右)。從實(shí)際檢測(cè)情況看,秋末初冬氣溫在13℃左右時(shí)工作2h后,油溫升到25℃,床身導(dǎo)軌中凹約0.17mm/20m;夏季氣溫在35℃左右時(shí)工作2h后,油溫升到近60℃,床身導(dǎo)軌呈中凸0.67mm/20m,隨著工作時(shí)間延長、氣溫上升,床身導(dǎo)軌中凸達(dá)0.80~0.90mm/20m。環(huán)境溫度在最高和最低時(shí),床身導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的不直度誤差值可達(dá)1.20mm/20m,而靜壓導(dǎo)軌的間隙僅為0.06~0.08mm。這么大的誤差必然導(dǎo)致靜壓被破壞,局部導(dǎo)軌面相互摩擦、工作臺(tái)阻力變大,使工作臺(tái)出現(xiàn)爬行、抖動(dòng),解體后發(fā)現(xiàn)端面靜壓軸承已損壞。
 (2)由于工作臺(tái)的爬行、抖動(dòng),靜壓蝸桿副的工作狀態(tài)變得惡劣,切削時(shí)工作臺(tái)的巨大沖擊力破壞了蝸桿副和靜壓端面推力軸承的靜壓,靜壓的波動(dòng)又反過來影響工作臺(tái)進(jìn)給的平穩(wěn)性。
(3)蝸母條表面SKC-3涂層的主要成分是石墨和聚四氟乙稀,該材料具有密度高、耐磨、自潤性好、摩擦因數(shù)小等特點(diǎn)。表面涂層的施工工藝操作方便,精度高,但它是脆性材料,一旦受到較大的沖擊,容易碎裂脫落。蝸桿副工作面的側(cè)隙為0.04~0.06mm,工作臺(tái)的阻力變大、蝸桿副工作面靜壓的不穩(wěn)定使工作臺(tái)產(chǎn)生前后抖動(dòng),導(dǎo)致蝸桿副工作面產(chǎn)生瞬間直接接觸,端面靜壓軸承工作面損壞、最終蝸母條表面涂層碎裂脫落。
 第二次蝸母條表面涂層碎裂的另一原因是:蝸母條涂層在第一次時(shí)碎裂脫落時(shí),其鑄鐵基面被液壓油浸侵,因無法徹底清除而影響涂層修補(bǔ)時(shí)的粘著力,局部修補(bǔ)時(shí)表面無法達(dá)到精度要求影響了蝸桿靜壓的穩(wěn)定性。
(4)靜壓油因油溫升高,粘度變低,剛度下降。
解決錯(cuò)施
 (1)環(huán)境溫度變化太大,造成床身熱變形是工作臺(tái)產(chǎn)生爬行、抖動(dòng)的主要原因之一。由于該機(jī)床安裝在大車間內(nèi),短期內(nèi)解決恒溫問題可能性不大。必需從管理和維護(hù)上采取措施,根據(jù)季節(jié)變化及時(shí)地進(jìn)行床身水平的檢測(cè)和調(diào)整,以保證工作臺(tái)靜壓導(dǎo)軌副的間隙處于正常范圍內(nèi)。
 (2)完善靜壓、潤滑油的恒溫控制系統(tǒng)。
 (3)改造蝸桿副結(jié)構(gòu)。
①原蝸桿的軸向定位采用端面靜壓軸承定位,由于受尺寸限制及其他各種因素,引起其載荷力不穩(wěn)定,容易使蝸桿產(chǎn)生軸向竄動(dòng),改為用單向推力圓柱滾子軸承定位。
②原蝸桿靜壓油采用配油環(huán)配油,配油環(huán)和蝸桿軸之間自由定心,易產(chǎn)生磨損,改為配油軸配油,軸配油在蝸桿內(nèi)腔用滾動(dòng)軸承定位,有效保證了同軸度。
 ③原蝸桿副靜壓腔設(shè)在蝸桿上,更改設(shè)計(jì)在蝸母條上,不但簡(jiǎn)化加工工藝,并使油腔有效面積增大。
④原蝸母條鑄鐵工作基面光滑無鍥溝,涂層附著力較差,蝸母條鑄鐵工作基面上增加多條鍥溝,以增加涂層附著力。
 ⑤蝸母條涂層工藝。并在涂層內(nèi)附加銅絲網(wǎng)膜,使涂層更具整體性,增加了涂層的剛性和抗沖擊性。
 ⑥利用怨蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)箱,對(duì)相關(guān)尺寸合零件重新設(shè)計(jì)和加工,調(diào)整定位,改進(jìn)蝸桿液壓系統(tǒng)。

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