加工工件表面波紋問題分析

胡 輝 王亞玲 魏紅根

（①昌河飛機工業集團公司機械動力部，江西景德鎮 333002②北京菲迪亞機電有限公司北京 100027）

加工工件表面波紋問題分析

胡 輝①王亞玲①魏紅根②

（①昌河飛機工業集團公司機械動力部，江西景德鎮 333002②北京菲迪亞機電有限公司北京 100027）

引起加工工件表面加工出現波紋問題的因素很多，通過兩個實例，對造成加工工件表面波紋問題的原因予以簡要分析說明。

FIDIA 加工工件表面波紋 ERCI 加速度

加工工件的表面質量直接體現了機床的加工性能，因為與加工工件表面質量相關的因素很多，所以當加工工件表面質量出現問題時，只有盡快找到導致加工質量出現問題的原因，才能快速有效地予以解決。本文以加工工件表面出現波紋的問題為例，通過實例進行了簡要分析，以供參考。

例1：在配FIDIA C1控制系統的某國產VMC2180數控機床上加工齒輪時出現魚鱗狀波紋。

對于這種魚鱗狀波紋，通常我們會從以下幾個方面進行分析：

（1）加工程序的編制是否有問題;

（2）加工所使用的刀具和工裝是否有問題;（3）系統參數是否需要調整;

（4）機床傳動部分是否有問題。

根據以上思路，逐一分析判斷如下：首先，該機床已運行一年半左右時間，以前加工同樣的齒輪未出現過波紋，因此可以排除加工程序編制和刀具選配的問題。其次，通過更換刀具并重新裝卡工件，避免因刀具磨損或工件裝卡不好導致加工過程中產生振動而影響工件表面加工質量。但重新加工后工件表面依然存在魚鱗紋。之后，對LOOKAHEAD的參數進行調整，降低加工時的速度，依然沒有效果。

最后，通過使用FIDIA動態特性測試軟件ERCI，得到圖1結果。從圖上可以看出，Y軸反向時的誤差較大并有輕微振動現象，根據加工試驗和動態特性測試結果，初步懷疑Y軸的機械部分存在問題。據此，首先對Y軸絲杠潤滑進行檢測，防止因為絲杠潤滑不充分導致絲杠磨損，經檢查潤滑單元工作正常，絲杠潤滑充分。然后對傳動皮帶進行了檢查，未發現松動、磨損現象。通過以上檢測排除后，便將檢查重點放到Y軸絲杠上，通過激光干涉儀檢測發現Y軸的定位精度和重復定位精度都超出了出廠標準，并且無法通過系統補償的方式調整，將機床改為半閉環后，打表檢測Y向的反向間隙為0.015 mm，已經超出誤差允許范圍，通過以上測試結果，初步分析Y軸絲杠有問題，更換Y軸絲杠后，經過激光干涉儀檢測，重新調整螺距誤差和反向間隙誤差補償值后，Y軸定位精度和重復定位精度都達到出廠標準，試切后加工工件表面質量恢復正常，后經絲杠廠家檢測，由于該絲杠本身的質量問題，導致機床高速往復運動一段時間后絲杠損壞。

例2：在配有FIDIA C2控制系統的某國產數控機床上加工工件表面出現如圖2所示波紋。

分析該問題的基本思路和例1基本相同。該機床已經運行了一年多，以前也未出現過加工波紋，據此可以排除刀具、加工程序和工裝等因素。通過對波紋和加工程序的仔細分析發現，波紋出現在拐角處，也就是當加工接近拐角，進給速度降到接近于0（通過LOOKAHEAD控制的加工速度），然后通過拐角后開始加速的過程中產生的。如果加速度參數設定值較高，這種快速的速度變化對于各軸的跟隨特性要求很高。產生加工波紋現象通常是因為機床運行一段時間后動態特性發生變化，需要重新調整參數，或者傳動鏈環節出現問題，影響各軸的跟隨特性。

根據以上分析，首先逐步降低加速度參數，重新進行試切，發現情況有所改善，但加速度參數降低到一定程度后，不僅拐角的波紋沒有完全消除，加工表面還出現了其它問題。以上實驗說明機床還存在其它因素導致拐角出現波紋。通過使用FIDIA系統提供的ERRE動態測試軟件（該軟件通過執行兩軸直線插補來檢測不同軸的加、減速及跟隨特性，限于篇幅，在此不做詳細介紹）測試發現X軸在加減速過程中有滯后現象。通常出現這種現象的主要原因：一是參數匹配問題，但這一點已經排除;二是機床傳動部分有問題。通過對X軸傳動部分的仔細檢查，發現X軸的傳動皮帶有磨損松弛的現象。更換皮帶后再適當調整加速度參數，加工工件表面質量恢復正常。經過一個月的加工測試，未再出現同樣問題。

通過以上實例分析可以看出，對于加工工件表面出現的波紋，只要我們仔細分析，逐步排除，是可以予以解決的。同時在實際工作過程中，對于機床上的一些易損部件也要定期檢查，做到早發現早處理，這樣也能避免一些故障的產生。

（編輯 余 捷）

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Analysis for Workpiece Surface Ripple Problem

HU Hui①，WANG Yaling①，WEI Honggen②
（①Mechanical Power Departmen，Changhe Aircraft Industries Group，Jingdezhen 333002，CHN;②Beijing Fei Yadi Electrical Co.，Ltd.，Beijing 100027，CHN）

Many factors will cause the workpiece surface ripple，this article uses two examples to explain the causation in general.

FIDIA;Workpiece Surface Ripple;ERCI;Acceleration

2009―10―13）

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