1案例介绍
用户加工出的工件存在光洁度较差以及阴阳面的问题,效果图如下:
结合以往处理加工问题的经验,金属表面光洁度本身与很多方面有关。根据现场的实际条件和测试的难易程度,还是按照先参数、后外围的顺序来排查。
2解决过程
伺服调整
首先,利用SERVO GUIDE软件进行测试,主要目的是提高速度增益、消除振动及保证三轴插补正常(即圆弧测试)。以下为调整后波形图:
确保各轴运行平稳的状态下提高速度增益
调整圆弧及象限,保证三轴插补正常
同时,调整高速高精度功能、加速度相关参数,将相关参数设置为我方的经验值,同时调整插补时间常数。再次加工测试,发现无明显改善。
CMR扩大10倍测试
根据我方以往经验,CMR扩大10倍(系统检测精度提升)对工件的表面光洁度也会有改善的效果,因此现场对厂家参数进行 CMR 扩大 10 倍设置。再次加工测试,发现表面的光洁度较之前有所改善,同时刀纹也较之前更细腻,但总体效果依然达不到用户要求。
另外,表面光洁度不良也可以考虑使用纳米平滑功能进行尝试(通常纳米平滑功能对表面光洁度有较好的提升,特别是3D曲面加工),但由于该系统并未配置此功能,因而未能测试。
优化加工程序
优化程序包括两个方面,一个是修改程序整体的步距,另一方面就是修改程序中的主轴转速及进给速度。
首先,对程序进行整体的修改,从用户符合要求的加工件也可看出,实际用户的加工程序的步距不是很密。因此,现场将用户程序步距缩小 10 倍,虽然这样会影响加工效率,但还是想尝试加工步距是否对表面光洁度有影响。修改程序后,再次测试,发现无明显改善。
然后,对主轴转速与进给速度进行修改,根据工艺经验主轴转速越高,进给速度越小,加工件的表面光洁度越好。同时,考虑到加工效率的问题,将主轴转速从 3800 提高到 4200 转,进给速度从2000 减低到 1500。更改后,再次加工,发现有一定改善,但依然无法满足要求。
更换加工材料及新刀具
用户要求的加工材料为45号钢,而现场了解,发现此材料不是纯正的45号钢,中间夹杂着其它成份的钢,因此要求用户进行更换,用符合要求的材料进行加工。但由于现场没有符合要求的材料,因此仍按照现有条件测试。
同时,考虑到刀具对光洁度也有较大的影响,要求最终用户更换新的球刀,同时确保该刀具是用于钢质材料加工的。更换新刀具后,再次加工,也无明显改善。
机械调整
机床的机械对于工件的加工问题,肯定是起决定性的作用。测试现场发现机床在运行过程中X轴存在异响,因此,在上述方式都无法解决的情况下,建议机床厂家进行机械的调整。但由于机床厂家购买的是第三方光机,机械调整现场并未进行。
更换切削液
切削液的浓度对加工件的表面光洁度也是有很大的影响,通常来说切削油会比乳化液效果要好一些。用户处切削液使用的是油,但测试发现通过更换乳化液或浓度较大的油作为切削液后,表面光洁度达到要求,同时阴阳面问题也得以解决。
调试总结:表面加工问题可能是由多种多样的因素导致的,所以遇到类似的问题,如果没有确切的经验或解决思路,解决问题的关键还是穷尽所有可能,并依次排查,沉着冷静和耐心终会取得回报!
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