Scx—73型线切割机床的故障分析及改造

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$ W( ]- f: w: b: H% F( ?摘要:文章介绍了设备维修工作中分析解决Scx—73型数字程序控制线切割机床故障的问题,解决维修难题,缩短维修时间,降低维修费用,对保障设备正常运行起到了较好的作用。
关键词:设备维修;线切割机床;叠丝;烧丝
       设备Scx—73型数字程序控制线切割机床是杭州无线电专用设备一厂于1978年制造的电火花加工设备,其使用年限长,工作频繁,其内部构件产生一定的磨损和损坏,造成机床故障频繁,无法正常工作,多次维修未解决问题,我们对其故障进行了科学、细致、认真的研究和分析,不断的试验,找到问题的所在并拿出合理的解决方法,使机床故障得以排除。
8 D+ M7 m- C4 m1设备状况
" I/ E/ `& A0 h       scx—73型数字程序控制线切割机床整机由机床、程序控制台、高频电源组成。机床主要由走丝装置和座标工作台组成。绕在贮丝筒上的钼丝架作往复高速走动。工件则固定在座标工作台上X、Y方向运动,其运动由程控台中的小型专用计算机控制,控制误差+1μ,和机床配合后整个系统的加工精度可达+0.01mm,表面粗糙度为Ra3.2 μm。
    现在,该机床故障主要表现为:贮丝筒上的钼丝叠丝、烧丝断丝;工件精度超差、表面明显有割痕,表面粗糙度严重超差,生产效率很低。
2故障分析
" n4 g1 y! z  O+ r7 ?* I: G     根据机床的表象,我们开始对其原因进行分析判断,一般的机械设备的故障诊断,多着眼于部件的破损、磨损、接触不良、泄露、尘埃吸附等原因引起的工作不正常,在这台设备中,我们还注意加工状态下的运动精度的诊断。我们分析;机床的表象故障必然于其内部的机械故障有关联,这台机床显示出的尺寸偏差超差、粗糙度超差、震纹或走丝的出现或紊乱,都表现出机床部件本身精度的丧失,或者是在加工过程中机床传动系统的相关传动关系或位置关系异常,根据这样的思路我们对该机床进行深入的检查和分析。具体如表1所示。其中标有“○”者为强相关项目。
: g9 i3 J( ]! Q0 j      按照表中的思路。我们对机床进行监控和检查,首先对机床的跳丝、叠丝、断丝现象进行检查分析,根据以上故障分析机理,第一机床贮丝筒极其轴承是否存在问题;第二贮丝筒往复运动传动系统是否正常;在排除钼丝相关问题后在观察工件精度和粗糙度问题,因为两者的关系相当大,只有解决前者后才能考虑后者。整体分析关系用图1表示。
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具体实践为。
& ^3 R* V  X  p& L0 d3 `6 j①工件精度和表面粗糙度超差的原因是贮丝筒上的钼丝烧丝、叠丝故障引起。
②原用的钼丝直径为0.12 mm,由于电源老化,更换高频电源,效率提高,由于高频电源电流比以前有所提高,但又无法改变电流,钼丝较细,经常烧丝断丝,故改用直径为0.15 mm的钼丝,烧丝断丝现象得以排除,但叠丝现象出现。
7 U" ]9 V2 s  R; q7 y: v②检验贮丝筒外圆相对丝筒座往复运动的径向跳动,数值0.06,超差,是产生跳丝的主要原因,分析产生原因可能:贮丝筒本身精度问题;支撑体轴承精度问题;导轨磨损。

3设备改造与故障排除
     首先进行贮丝筒测量,精度良好,第一点贮丝筒本身精度问题排除;拆检轴承,轴承损坏;拆检导轨,有磨损,几何精度超差。综合因素,更换轴承为D级6202,增强精度保障,第二刮研往复导轨,恢复精度,平行度0.15/L、接触点8～12点/25×25。

     做以上工作,可以消除贮丝筒跳动超差的故障,但并不能完全消除叠丝和精度问题,从机理上分析,排除以上原因后,应于传动系统有关,故我们试图改变齿轮的齿数,来消除以上故障。

         ①未改变齿轮的齿数时。
          当电机n=1380 rad/min ,=(-1)3
( ^% K3 `& O9 j# O          n=-137 rad/min(即丝杠转速,负号表示丝杠转速方向与电机转速方向相反)
          丝杠转动一周时,移动的距离为:S=n1××××……pn(n1为丝杠的转速,P为丝杠的螺距)。
" [: s# ^9 E0 s% }* _4 U7 a           S=1××1.5=0.14 mm/rad
0 N( o, A. |% m9 K& L            (原用的钼丝直径为0、12 mm,由于电源老化,为提高加工效率改造高频电源,效率提高但钼丝由于较细容易烧丝断丝,故又改用直径为0、15 mm的钼丝。0.15>0.14,故产生叠丝现象)
2 }' U. F8 m! C1 q+ ], c          ②改变齿轮的齿数时。
) X; D# j2 R% ]$ M; r            　　S1=1××1.5=0.21 mm/rad
            　　S2=1××1.5=0.21 mm/rad
1 b/ m5 n; ?9 z- T: T3 ]2 E! @            　　S3=1××1.5=0.21 mm/rad
; l& j  A3 l# o+ y$ K+ }7 M      从以上分析来看改变齿轮的齿数,丝杠转动一周移动的距离增大了0.07  mm(S△=S3-S),虽说消除了叠丝但钼丝排列不整齐,排丝间隙较大满足不了工艺要求。我们又采用改变丝杠、丝母的螺距来消除叠丝现象。
$ t% H* G* a! i( T; ^           ③改变丝杠丝母螺距为2时,贮丝筒移动的距离为。
            　　S4=1××2=0.19 mm/rad
      从分析改变丝杠、丝母螺距来看,丝杠转动一周移动的距离增大了0.05 mm(S△=S4-S),叠丝消除,其它传动误差累计在允许范围内,且排丝整齐美观,可以到达预期目的。
      新丝杠要求齿型半角误差在30°+12', 精度要求高,于是采用定制刀具,配研等工艺反复实践加工,使丝杠达到要求。根据丝杠改动数据,重新设计、制造相应的副丝母、支承座、套、轴承座、弹簧等零部件;更换了轴承。并重新刮研导轨,配做镶条,调整装配,保证精度和工艺要求。

      从分析改变丝杠丝母螺距来看,丝杠转动一周移动的距离增大了0.04  mm(S△=S4-S),叠丝消除累计误差在允许范围内,且排丝整齐美观、后又重新刮研导轨,配做镶条,排除了叠丝、松丝现象。
# R3 J: E+ X  W7 T9 B0 C6 i      经过改造,Scx—73型线切割机床排除了叠丝、松丝现象,工件精度达到工艺要求,表面粗糙度符合要求