提升數控沖床加工精度及使用壽命的研究

楊皓天　萬騰　趙強　劉瑤

摘 要：數控沖床是機械加工中必不可少的加工設備，具有加工效率高、質量好等優點，在使用數控沖床進行零件加工的過程中，通過對機身硬件及系統軟件的調整能夠在一定程度上降低加工誤差的影響，提高加工精度，且在數控沖床的使用中應注意規范操作與合理保養，以延長其使用壽命。

關鍵詞：數控沖床；加工精度；使用壽命

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.12.011

數控沖床在金屬零件加工尤其是鈑金件加工中起著重要的作用，使得沖床加工零件的效率與質量都有了顯著的提高，數控沖床相對于傳統沖床自動化地集成了機械、液壓、電機、氣動等多種設備，是先進的數控沖壓設備，同時也解決傳統沖床加工復雜零件比較困難的現狀，通過對數控沖床的結構和加工方式的研究，嘗試探索數控沖床加工過程中的新工藝及注意事項，以提高沖床的加工精度及質量，并探索在批量生產的過程中，如何能夠提高數控沖床的可靠性及使用壽命，為沖床的機械化生產提供參考。

1 提升數控沖床加工精度的方法

數控沖床是裝有程序控制系統的自動化機床設備，它能夠通過處理編碼或其他指令，實現沖床的指定動作并完成對零件的加工，想要提升數控沖床加工零件的精度及方法可從以下幾方面著手。

（1） 在進行大批量生產前或生產停歇期間，應及時對機床的高精度導軌、滾珠絲桿螺母進行檢查，及時消除滾珠絲桿螺母副或導軌配合面及齒輪嚙合的間隙，并觀察滾動軸承、靜壓軸承等是否存在損壞及老化，發現問題及時處理，以保證機床的定位精度。同時，在進行長時間的大批量生產時，應注意機床的合理休息，避免機床長時間的工作導致溫度過高而產生熱變形，進而影響到加工的精度，數控沖床的電機、液壓系統是熱量的主要來源，使用中應注意對其觀察和調節，并適當增加沖床的散熱結構，避免溫度過高現象的發生。

（2） 伺服系統是數控沖床的重要組成部分，它的工作能力在一定程度上影響著數控沖床的加工精度，要減少跟隨誤差對數控沖床精度的影響，可采取以下幾種方式：①采用自適應控制系統進行控制，該系統能夠在數控沖床的加工過程中，自動修正加工過程的誤差，達到良好的加工效果。②可采用半閉環控制系統或閉環控制系統，通過利用位置檢測反饋功能來提高伺服系統控制和加工零件的精度。同時，在一些精度很高的沖床加工中，檢測原件造成的誤差、系統的響應速度以及系統的收斂性都會影響加工精度，因此對于檢測原件的精度及系統的反應速度都應進行合理的調整與優化。

（3） 由于數控沖床要在較大的負載下進行工作，在工作的工程中對振動的控制及剛度的要求都比較高，因此對于關鍵的部件和結構要求其抵抗變形的能力比較強。首先，沖床床身及臺面的肋板應布置合理，胎具應準確固定并放置牢靠。其次，對于經過維修或換件之后的數控沖床，應對其進行一定量的觀察與試制，主要觀察傳動結構使用的軸承、齒輪等間隙是否正常，受力軸承的剛度是否達標，若存在問題應及時消除間隙或更換零件。再次，對于液壓系統的泵體位置布置應詳加考慮，盡量避免振動對沖床加工質量的影響。

（4） 采用誤差補償技術，通過分析、統計并建立數學模型，同時在數控系統里輸入一定的補償量，使得補償量與試制零件的誤差量相等且方向相反，就能夠在一定程度上抵消掉數控沖床自身所造成的加工誤差，誤差補償技術主要包括了硬件補償和軟件補償兩大類，該技術具有高效率和經濟性好的優點，對提高數控沖床的加工精度有較大好處。

因此，要想提高數控沖床的加工精度，應從機床的硬件、強度、零件配合及軟件等多方面入手，盡管無法完全消除加工誤差，也能在很大程度上提高沖床的加工質量。

2 延長數控沖床使用壽命的方法

將數控沖床的生命周期大體分為三個部分，即調整試用期、設備穩定期及壽命終了期。為了盡量延長數控沖床的設備穩定期，就應對其進行正確的使用與保養。

首先，在每次機器使用前及加工完成后應對關鍵部件做仔細檢查，檢查的部位應包括滑塊導軌與其導路之間的間隙、飛輪軸承的潤滑情況、機油潤滑系統的油路及接頭情況、平衡汽缸動作狀況等，并及時對沖床的外觀及內部進行清潔、檢查緊固件的鎖定情況，對于管路、閥及氣動元件應經常進行清潔保養。其次，當沖床使用超過3000 h，應對其光電安全裝置進行性能測試及投射角度的調整，并對電氣控制系統的觸點檢查是否磨損，并檢查相關連線是否松脫，并對二度落旋轉凸輪的開關箱及急停通路功能做相應的測試、檢查與調整，對超負荷保護裝置進行油室清洗與油路清潔，還應對離剎機構及平衡器的關鍵部件進行拆解及清潔保養，并完成復裝及調試。再次，當沖床使用超過6000 h，應對鋸牙連桿進行拆解及清潔保養，認真檢查鋸牙及其連桿螺紋的咬合及磨損情況，并對鋸牙進行拋光與打磨，裝配前需涂抹潤滑脂。還應對滑塊總成中的超負荷油壓缸、壓蓋、球座、蝸輪、蝸桿等零部件進行拆解，觀察其磨損情況，并對存在問題的零件及時修理與更換，對能繼續使用的零件進行清潔與保養。

3 結束語

數控沖床作為傳統沖床的替代產品，其生產效率高和加工質量好的優點已得到了機械加工界的廣泛認可，操作者在使用數控沖床時，應在規范操作的同時，對其進行更為細致的調整與保養，以保證數控沖床的加工精度與使用壽命。endprint