挖掘机回转支撑安装面如何保证平面度

马陆 李冲

徐州徐工挖掘机械有限公司 江苏徐州 221000

1 对于大型主体回转支撑平面在加工过程中出现平面度超差，主要包括以下几个方面

1.1 从机床本身角度分析

（1）端面铣削时铣床主轴轴线与进给方向不垂直使刀具产生仰角。当铣床主轴轴线与进给方向不垂直时，铣刀盘在切屑加工中是以一个a仰角角度倾斜加工的，铣刀盘的直径大小与平面度的实际值相关，同样的仰角，铣刀盘直径大，凹处浅；铣刀盘直径小，凹处深（即最终的平面度数值大）。一般情况下，切削加工大平面应尽量选择大直径刀盘来加工，但有时因设备刀库原因，只能够选择小直径刀盘来加工大平面。当加工大平面时，其采用小直径刀具的轨迹和切削余量设定不合理，这样导致最终加工平面时的平面度满足不了要求。

（2）铣床主轴轴承的轴向和径向间隙过大。机床主轴是装夹刀具或工件的位置基准，它的误差也将直接影响工件的加工质量。机床主轴的回转精度是机床主要精度指标之一，其在很大程度上决定着工件加工表面的形状精度。主轴的回转误差主要包括主轴的径向园跳动误差，轴向窜动误差和摆动误差。此失效机理最具有代表性的加工方式是在立式铣床上加工平面时出现，当主轴的窜动量超过设备技术指标时，其主轴的窜动原因直接反映在加工面上，即加工面的初始位置会加工偏深，随着铣刀盘的进入，当刀具受到一定的轴向力时，安装有刀具的主轴开始朝上微移，这样加工面就出现轻微的台阶面，当微移严重时直接导致整个加工面出现平面度超差的现象[1]。

（3）铣床工作台与进给运动的直线性差。产生铣床工作台与进给运动的直线性差的最主要原因有设备在安装调试之前没有调试到位，导致工作台在移动过程中出现直线度误差；其次机床“导轨的不均匀磨损”也是一个重要的原因。因为导轨的不均匀磨损，直接造成导轨的直线度数值偏大，使其加工过程中走刀方向的平面出现凹或凸的走势，最终导致加工面的实际测量数值超出允许范围。

1.2 从刀具自身精度分析

（1）盘铣刀自身精度的缺失，它主要由刀盘体、刀齿模块和刀片等组成。刀齿模块均匀固定在刀盘体上每个刀块上安装有可转位刀片。用螺钉将刀片固定在刀块上，刀盘有从60mm到500mm大小不等，刀片角度常用的有45度75度、90度。由于结构简单,转位灵活、使用方便在加工中是最主要的刀具之一。

（2）由于盘铣刀的直径小于加工面的宽度时由于接刀而产生接刀痕。当材料切削表面很大，刀具无法一次切削加工时我们经常会分有数刀加工，这样为了表面能够连续完全加工，那么我们就会有重复加工的位置，对于重复加工的部位承受切削力不一致，就会在看似同一个面上有接刀痕，在生产加工中接刀痕是造成平面度超差的重要因素。

1.3 从工装毛坯角度分析

（1）工装上部件的功能缺失。一般的加工零件都有4个支承块来支撑，由于设备使用时间偏长会导致4个支承块磨损程度不一样，这样当加工零件在夹具压紧的情况下，会出现三点硬，一点软。加工过程中由于对角加工的夹紧硬点变化，造成加工面出现凹面而导致平面度超差。同样，支承块上面有切屑一样可能造成加工面出现凹面。

（2）工装的设计不合理。夹具主要由定位装置、夹紧装置、夹具体、连接元件、对刀元件组成。铣削加工时，切削力较大，又是断续切削，振动较大，因此铣床夹具的夹紧力要求较大，夹具刚度、强度要求都比较高。工装设计时会采用六点定位原理来进行相应的结构件设计，当工件的一个或几个自由度被不同的定位元件重复限制时会产生过定位，过定位会导致工件或定位元件变形，影响加工精度，因此工装的过定位也是影响平面度超差因素之一。

2 解决问题

（1）设备的控制最主要是消除主轴的轴向窜动，定期检查振动，及时更换轴承，这样可以消除铣刀盘初始进入平面时的偏深加工及加工出头时的偏深加工。另外，主轴与夹具支撑面或与X轴、Y轴滑台导轨的垂直度控制及铣床工作台导轨面防止出现过度磨损情况等，需要员工做好机床的自检与维护工作，也因此我们成立了TPM小组[2]。TPM的含义是全员生产保全。是以提高设备综合效率为目标，以全系统的预防维护为过程，全体人员参与为基础的设备保养和维护管理体系。有效的消除主轴与导轨面不垂直的问题。减少主轴伸出长度增加主轴刚性的同时选择比较大的刀具进行回转支撑面的铣削。关于机床加工中心B轴锁紧力下降这个问题，我们在加工XE700主体一下的小型号主体时并没有发现机床液压锁紧力下降问题，因此我们通过对机床厂家联系，对机床的功能重新学习重新挖掘，通过细致的学习我们知道了机床厂家在工作台的旋转位置上有四个位置留有液压定位销孔，分别为0度，90度、180，度、270度，在立着装夹主体之前，我们将工装的四个支撑钉设置在0度平面上，并且使用刀具进行少量切削校准。在加工程序内增加了M41指令后，每次在旋转到需要加工的回转支撑平面后会有自动插销锁紧功能。这样增加了B轴的锁紧力，有效的解决了B轴锁紧力达不到加工性能的问题

（2）刀具在使用之前我们需要对刀具精度重新确认，通过对刀仪，我们可以很清楚了检验到刀具的各个参数，以及刀片的磨损程度，做到所有的精加工用盘铣刀全部能够保证加工需求。我们将盘铣刀分成粗加工用和精加工用，粗加工用的就可以是那些自身精度难以保证的刀具，这样不但能够很好的节约刀具成本而且加工质量也得到进一步的提升[3]。另外对于接刀痕我们可以尽量选择在精加工时一次加工成形，不要用小的面铣刀重复铣削。合理调整最后精加工的切削用量，减少工件的切削力等。

（3）对于工装，我重新进行改善，将原来容易产生过定位的四点定位点改成三定定位，一定辅助可调节定位，在平面悬空的部位增加辅助支撑装置，减少工件的振动，提高了工件在工装上的整体刚度。