自動化加工過程中刀具崩刃的液壓故障分析與改進

         很多機加工設備采用液壓驅動裝置來完成自動工作循環(huán)，液壓傳動在企業(yè)生產中得到了廣泛的應用。但其故障原因不易查找也給我們的生產帶來了諸多不便，尤其是自動化的流水作業(yè)中不能及時地排除液壓故障，常常會導致全線停產。所以我們必須不斷地總結、積累這方面的經驗，掌握對液壓故障的快速診斷方法。本文結合實例分析由液壓故障導致的刀具崩刃現(xiàn)象之機理，希望對工程實際中遇到的同類問題有所幫助。  

                                                                                    

1 機床工藝過程簡介

        本廠汽車發(fā)動機活塞銷孔的精鏜工序采用單面鏜削方案，即用同一鏜桿上的兩把鏜刀，在一次走刀中依次精鏜出兩段銷孔。這樣，有利于提高生產率和保證其同軸度要求。在安裝鏜刀時，兩把鏜刀頭之間留有適當?shù)拈g距，這樣既能保證兩把刀不同時參與切削，又不致使鏜桿過長，使鏜桿的剛度較高，避免切削時振動，以確保銷孔的加工質量。圖1為被加工零件示意圖。圖2為加工上述活塞的JL-6型鏜床液壓系統(tǒng)原理圖。電磁鐵工作情況是這樣的：夾緊缸夾緊時閥4之電磁鐵4DT帶電，刀具進給油缸快進時閥1、2、3之電磁鐵  

                                                                           

  1DT通電，2DT與3DT斷電，工進時1DT、2DT、3DT均通電，快退時1DT、2DT、3DT均斷電。

1-3.二位三通電磁換向閥 4.三位四通電磁換向閥 5.背壓閥 6.調速閥 7.溢流閥 8.減壓閥 9.單向閥 10.壓力繼電器

                     圖2

       機床存在的問題：在快速退刀過程中，當?shù)毒邔⒁�退至孔內時，即刀尖接近工件的瞬間，精鏜刀出現(xiàn)了崩刃現(xiàn)象。

2 刀具崩刃問題分析

刀具崩刃現(xiàn)象在機加工設備中時有發(fā)生，其機理較復雜。其中在刀具進給的快慢速切換時發(fā)生是較常見的，其主要原因有以下幾種情況：

       行程擋鐵定位不當，速度切換時刀具與工件間的距離太�。� 速度切換閥失靈； 調速閥失靈； 液壓缸泄漏及進氣等。對這些方面已有文獻論述，本文在此不加以討論，而象如上所述的快退時出現(xiàn)崩刃卻是不多見的。

經檢查，本機床在退刀時卡盤有松動現(xiàn)象，夾具松動時造成退至孔內的刀具被損壞。有下述兩種可能的原因。

夾緊缸不能保壓

       進給油缸快速運動時因負載較小而使泵的油壓降低，需對夾緊缸實行保壓。單向閥9密封不嚴、夾緊油缸和管路接頭泄漏等，都會造成夾不緊故障。

觀察壓力表，夾緊壓力沒有明顯改變，說明單向閥9工作正常，管路接頭無外漏，夾緊缸無內漏。因此推斷出非夾緊保壓問題。

夾緊缸松開腔壓力升高

        泵壓降低時，若夾緊缸無桿腔保壓值不變，而因某種原因使松開腔(有桿腔)壓力升高，夾緊缸受力指向松開方向，則會導致工件松動。

經查尋，夾緊缸的電磁換向閥4之回油口與進給油缸背壓閥5之進油口并接在一起。這樣，雖然簡化了配管工序，卻大大增加了夾緊缸回油阻力，使其有桿腔回油壓力過高，造成夾緊時其無桿腔的夾緊壓力增加，降低了系統(tǒng)工作的可靠性及效率。更重要的是，進給油缸經背壓閥回油時油流的流動狀態(tài)直接影響夾緊缸的有桿腔壓力大小，倘若有壓力沖擊、附加背壓等流體波動直接作用在背壓閥前，同時也會使夾緊缸的有桿腔壓力隨之增高并出現(xiàn)沖擊，甚至使夾緊缸松動。

那么，為何只在進給缸快退時才出現(xiàn)夾具松動呢?

       進給油缸快進時為差動連接，不存在兩缸的回油相互干擾問題，而只是夾緊缸回油阻力大(為背壓閥調定壓力)而已；工進時因進給油缸回油流量較小、流速較低，不易出現(xiàn)流體的沖擊波動；快退時進給油缸運動速度高，且回油腔工作面積大(為活塞端面積)，故回油流量較上述任何工況時都大，這時較大的回油流量使背壓比調定值有所增加；另外，如果背壓閥為適應大流量而自動調節(jié)其閥口開度的動作滯后，進給缸較高壓力的回油大量流入夾緊缸有桿腔，都會引起夾緊缸有桿腔壓力進一步升高甚至波動，造成進給油缸快退時夾具松動，出現(xiàn)上述事故。

3 結束語

         將進給油缸與夾緊油缸的回油管路分別接回油箱，避免了相互之間的壓力干擾。

改進后機床刀具崩刃問題得到了圓滿地解決。

此例液壓系統(tǒng)的原理無問題，但在實際使用時卻出現(xiàn)了故障。這說明設計液壓系統(tǒng)時，除了應正確地選擇元件組成系統(tǒng)外，還應合理地設計、配置管路。