張海鷹

ZHANG Hai-ying

（湖南城市學(xué)院 建筑與城市規(guī)劃學(xué)院，益陽 413000）

0 引言

仿形磨邊機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于加工各種薄脆性復(fù)雜外形產(chǎn)品的設(shè)備，如手機(jī)、手表玻璃屏幕等。由于這些產(chǎn)品加工精度要求高，而且形狀復(fù)雜多樣，加工難度比較大。玻璃加工要求磨削速度快，更換工件頻繁，因此必須能快速磨削、快速停機(jī)、快捷換件。對(duì)于手機(jī)玻璃，磨邊精度一般要求在0.005～0.01mm，倒邊精度小于0.005mm，目前市場(chǎng)上廣泛使用的高精度FM型系列仿形磨邊機(jī)，能加工直徑300mm以下的各種異型視窗玻璃產(chǎn)品。

筆者參與了FM型系列仿形磨邊機(jī)的設(shè)計(jì)和制造，F(xiàn)M型系列仿形磨邊機(jī)結(jié)構(gòu)合理、可靠性較好，但在使用過程中，由于精度要求高，調(diào)試與保養(yǎng)都非常嚴(yán)格，目前，同類型產(chǎn)品已經(jīng)廣泛用于玻璃視窗、手表、首飾加工等行業(yè)。仿形磨邊機(jī)的常見產(chǎn)品質(zhì)量缺陷有工件破裂、形狀不準(zhǔn)、精度不合格、歪邊、倒邊不勻等，影響因素復(fù)雜多樣，必須理解機(jī)器缺陷形成機(jī)理，采用順序查找的方法更容易找準(zhǔn)原因和維修方向，現(xiàn)將仿形磨邊機(jī)或相關(guān)磨床產(chǎn)品的機(jī)械部分質(zhì)量缺陷分析與維修技巧進(jìn)行總結(jié)，對(duì)生產(chǎn)和使用仿形磨邊機(jī)提供幫助。

1 仿形磨邊機(jī)的質(zhì)量問題機(jī)理

仿形磨邊機(jī)機(jī)械部分主要由五部分組成，即工作臺(tái)、砂輪架、導(dǎo)軌機(jī)架、箱體和底板，傳動(dòng)系統(tǒng)采用齒輪傳動(dòng)。下面以手機(jī)玻璃加工為例說明常見的產(chǎn)品質(zhì)量缺陷現(xiàn)象：工件破裂、形狀尺寸不準(zhǔn)、精度不合格、歪邊、大小頭、斜邊、倒邊不勻等，這些缺陷的產(chǎn)生來自仿形磨邊機(jī)各個(gè)不同的部件、零件質(zhì)量或裝配問題。首先分析仿形磨邊機(jī)的各個(gè)部件的主要功能和質(zhì)量缺陷模式。

1.1 各主要部件的主要功能

工作臺(tái)組件：由工作臺(tái)座體、左右主軸和套筒、主軸鎖緊機(jī)構(gòu)、工件夾持機(jī)構(gòu)、緩沖剎車裝置、凸輪頂桿部件等組成。工作臺(tái)座體與導(dǎo)軌機(jī)架用滾柱交叉直線導(dǎo)軌副連接；左右主軸安裝在套筒內(nèi)，可以夾持工件繞軸線旋轉(zhuǎn)；主軸鎖緊機(jī)構(gòu)由套筒固定在工作臺(tái)座體軸孔內(nèi)；工件夾持機(jī)構(gòu)賦予工件夾頭足夠的壓力，確保工件穩(wěn)定磨削；緩沖剎車裝置對(duì)停機(jī)起到緩沖平穩(wěn)剎車的作用；凸輪頂桿部件由彈簧與導(dǎo)軌機(jī)架連接，為工作臺(tái)座體左右移動(dòng)儲(chǔ)存能量。

砂輪架組件：由砂輪架座體、砂輪軸和套筒、滑板部件、凸輪頂桿部件和砂輪殼體及砂輪等組成。砂輪架座體用滾柱交叉直線導(dǎo)軌副安裝在導(dǎo)軌機(jī)架上，保證砂輪架作平穩(wěn)的前后運(yùn)動(dòng)；砂輪軸安裝在套筒內(nèi)，采用過盈配合，確保砂輪旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定可靠；滑板部件是為仿形靠模準(zhǔn)確定位的部件，安裝在砂輪架座體的左側(cè)導(dǎo)槽內(nèi)；凸輪頂桿部件為砂輪架前后運(yùn)動(dòng)儲(chǔ)存能量。

導(dǎo)軌機(jī)架組件：是仿形磨邊機(jī)的床身支架和導(dǎo)軌骨架，由機(jī)體、傳動(dòng)輪部件、前后凸輪部件、前后定位裝置、氣缸固定裝置等組成。機(jī)體起承重和導(dǎo)向的作用；傳動(dòng)輪部件能把動(dòng)力傳遞給工作臺(tái)和砂輪架；前后凸輪部件能傳動(dòng)力矩和壓縮彈簧儲(chǔ)存能量；前后定位裝置能對(duì)工作臺(tái)和砂輪架準(zhǔn)確定位。

傳動(dòng)部分采用齒輪傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)效率高，需要較高的安裝精度。

1.2 出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量缺陷的模式

工作臺(tái)由小功率三相異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)左右兩主軸低速旋轉(zhuǎn)，兩主軸夾持工件，仿形靠模安裝在左主軸上，主軸、靠模、工件同時(shí)低速旋轉(zhuǎn)。砂輪架由高速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，安裝在精密導(dǎo)軌上前后運(yùn)動(dòng)，仿形磨邊機(jī)砂輪架由帶軸滾針軸承頂住仿形靠模，前后運(yùn)動(dòng)距離由仿形靠模的外形決定，也決定了砂輪磨削工件的形狀。工件的磨削過程需要砂輪架和工作臺(tái)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)完成。整個(gè)過程需要保證砂輪架和工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)可靠和仿形加工的精度，影響產(chǎn)品質(zhì)量的模式主要有以下幾個(gè)方面。

1.2.1 工作臺(tái)的質(zhì)量缺陷

左右主軸和套筒尺寸不合格、固定不確實(shí)將導(dǎo)致工件尺寸不合格，左右軸中心不同高回導(dǎo)致玻璃破裂和大小頭缺陷；工件夾持機(jī)構(gòu)需要有力可靠，否則會(huì)出現(xiàn)工件外形缺陷；緩沖剎車裝置必須有足夠的簧力，剎車尼龍厚度和摩擦力不夠?qū)е峦庑尾粶?zhǔn)；工作臺(tái)座體的底面直線度和平面度等直接影響產(chǎn)品的外形和歪邊；凸輪頂桿部件等運(yùn)動(dòng)受阻滯，將影響外形和精度。

1.2.2 砂輪架的質(zhì)量缺陷

砂輪架座體的底面直線度和平面度等會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的外觀和歪邊；砂輪軸與左右主軸中心不同高將影響外形；砂輪軸和套筒尺寸不合格、固定不確實(shí)將導(dǎo)致工件破裂和大小頭；滑板部件是仿形靠模準(zhǔn)確定位的部件，定位的準(zhǔn)確影響尺寸和精度；凸輪頂桿部件等運(yùn)動(dòng)受阻滯，影響外形和精度。

1.2.3 導(dǎo)軌機(jī)架的質(zhì)量缺陷

導(dǎo)軌機(jī)架上端面的平面度和直線度影響外形尺寸和精度，前后架的垂直度導(dǎo)致斜邊和歪邊；傳動(dòng)輪部件、前后凸輪部件運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)及間隙可影響外形；前后定位裝置的準(zhǔn)確定位直接影響尺寸大小精度。

1.2.4 箱體和底板的質(zhì)量缺陷

箱體和底板都采用鑄鐵件，需要進(jìn)行時(shí)效處理，箱體和底板的變形將影響產(chǎn)品外形和穩(wěn)定性；底板傳動(dòng)軸部分會(huì)影響產(chǎn)品精度和外形。

1.2.5 裝配質(zhì)量缺陷

工作臺(tái)和砂輪架驅(qū)動(dòng)電機(jī)由皮帶傳動(dòng)，傳動(dòng)的穩(wěn)定性可導(dǎo)致產(chǎn)品外形和精度不合格；齒輪傳動(dòng)部分要求間隙合理、傳動(dòng)平穩(wěn)、潤滑充分，否則會(huì)導(dǎo)致外形不均勻、尺寸不規(guī)則。

2 用順序查找法分析缺陷原因

按照質(zhì)量缺陷的模式、質(zhì)量問題產(chǎn)生的部位，分析質(zhì)量缺陷發(fā)生的原因，我們可以根據(jù)質(zhì)量缺陷發(fā)生的概率來統(tǒng)計(jì)，準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)缺陷發(fā)生概率和缺陷產(chǎn)生的部位概率，可以大大提高故障診斷的速度和準(zhǔn)確性。

2.1 仿形磨邊機(jī)質(zhì)量缺陷概率大小順序

根據(jù)近幾年幾個(gè)主要生產(chǎn)和使用廠家的5000臺(tái)仿形磨邊機(jī)情況統(tǒng)計(jì)，每臺(tái)使用壽命大致為15000小時(shí)，仿形磨邊機(jī)故障和產(chǎn)品質(zhì)量缺陷符合浴盆曲線，質(zhì)量缺陷發(fā)生順序?yàn)椋和庑未笮【取笮☆^—歪邊—倒邊不勻—斜邊—破裂—其他。

2.2 各種質(zhì)量缺陷產(chǎn)生的部位

在生產(chǎn)過程中，統(tǒng)計(jì)三個(gè)廠家六個(gè)車間的機(jī)器調(diào)試情況和檢驗(yàn)記錄，常見質(zhì)量缺陷發(fā)生的部位：工作臺(tái)和砂輪架的主軸中心不同高；工作臺(tái)和砂輪架的底面直線度與平面度誤差；砂輪架的滑塊部件；傳動(dòng)齒輪的間隙；工作臺(tái)和砂輪架的主軸與座體軸心的同軸度；工作臺(tái)緩沖機(jī)構(gòu)的可靠性；仿形靠模的精度；工件夾持機(jī)構(gòu)的可靠性。質(zhì)量缺陷產(chǎn)生的部位順序：工作臺(tái)—砂輪架—導(dǎo)軌機(jī)架—齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)—靠?！装濉潴w。

2.3 順序查找缺陷的成因

掌握了各種缺陷模式和常見的缺陷產(chǎn)生部位，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)器情況，可以有順序、有重點(diǎn)的對(duì)缺陷定位，找出缺陷原因。

2.3.1 外形尺寸精度缺陷原因

工作臺(tái)和砂輪架的主軸中心不同高—作臺(tái)和砂輪架的主軸與座體軸心的同軸度—傳動(dòng)齒輪的間隙—仿形靠模的精度—工件夾持機(jī)構(gòu)的可靠性—工作臺(tái)緩沖機(jī)構(gòu)的可靠性。

2.3.2 大小頭缺陷原因

工作臺(tái)和砂輪架的主軸與座體軸心的同軸度—工作臺(tái)和砂輪架的底面直線度與平面度誤差—工件夾持機(jī)構(gòu)的可靠性—工作臺(tái)緩沖機(jī)構(gòu)的可靠性。

2.3.3 歪邊缺陷原因

工作臺(tái)和砂輪架的底面直線度與平面度誤差—仿形靠模的精度—砂輪架軸心與導(dǎo)軌機(jī)架平行度—工件夾持機(jī)構(gòu)的可靠性。

2.3.4 倒邊不勻缺陷原因

工件夾持機(jī)構(gòu)的可靠性—工作臺(tái)和砂輪架的底面直線度與平面度誤差—仿形靠模的精度—傳動(dòng)齒輪的間隙。

2.3.5 產(chǎn)品破裂缺陷原因

傳動(dòng)齒輪的間隙—工件夾持機(jī)構(gòu)的可靠性—工作臺(tái)緩沖機(jī)構(gòu)的可靠性—其他。

3 結(jié)論

采用順序查找的方法對(duì)仿形磨邊機(jī)分析質(zhì)量缺陷，對(duì)生產(chǎn)和維護(hù)保養(yǎng)仿形磨邊機(jī)提供了明晰的思路，根據(jù)各種質(zhì)量缺陷原因的概率大小，查找質(zhì)量影響模式，再根據(jù)質(zhì)量缺陷模式去查找缺陷部位，由大至小，有順序、有規(guī)律地對(duì)各類質(zhì)量缺陷進(jìn)行分析定位，這是一種快速有效的質(zhì)量缺陷分析方法。

[1]張海鷹.仿形靠模的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)方法[M].裝備制造,2009.

[2]張海鷹.自動(dòng)榴彈發(fā)射器的故障診斷與維修[M].石家莊:軍械維修工程學(xué)會(huì),2001.

[3]濮良貴.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社,2005.