加工工件表面波纹问题分析

胡 辉 王亚玲 魏红根

（①昌河飞机工业集团公司机械动力部，江西景德镇 333002②北京菲迪亚机电有限公司北京 100027）

加工工件表面波纹问题分析

胡 辉①王亚玲①魏红根②

（①昌河飞机工业集团公司机械动力部，江西景德镇 333002②北京菲迪亚机电有限公司北京 100027）

引起加工工件表面加工出现波纹问题的因素很多，通过两个实例，对造成加工工件表面波纹问题的原因予以简要分析说明。

FIDIA 加工工件表面波纹 ERCI 加速度

加工工件的表面质量直接体现了机床的加工性能，因为与加工工件表面质量相关的因素很多，所以当加工工件表面质量出现问题时，只有尽快找到导致加工质量出现问题的原因，才能快速有效地予以解决。本文以加工工件表面出现波纹的问题为例，通过实例进行了简要分析，以供参考。

例1：在配FIDIA C1控制系统的某国产VMC2180数控机床上加工齿轮时出现鱼鳞状波纹。

对于这种鱼鳞状波纹，通常我们会从以下几个方面进行分析：

（1）加工程序的编制是否有问题;

（2）加工所使用的刀具和工装是否有问题;（3）系统参数是否需要调整;

（4）机床传动部分是否有问题。

根据以上思路，逐一分析判断如下：首先，该机床已运行一年半左右时间，以前加工同样的齿轮未出现过波纹，因此可以排除加工程序编制和刀具选配的问题。其次，通过更换刀具并重新装卡工件，避免因刀具磨损或工件装卡不好导致加工过程中产生振动而影响工件表面加工质量。但重新加工后工件表面依然存在鱼鳞纹。之后，对LOOKAHEAD的参数进行调整，降低加工时的速度，依然没有效果。

最后，通过使用FIDIA动态特性测试软件ERCI，得到图1结果。从图上可以看出，Y轴反向时的误差较大并有轻微振动现象，根据加工试验和动态特性测试结果，初步怀疑Y轴的机械部分存在问题。据此，首先对Y轴丝杠润滑进行检测，防止因为丝杠润滑不充分导致丝杠磨损，经检查润滑单元工作正常，丝杠润滑充分。然后对传动皮带进行了检查，未发现松动、磨损现象。通过以上检测排除后，便将检查重点放到Y轴丝杠上，通过激光干涉仪检测发现Y轴的定位精度和重复定位精度都超出了出厂标准，并且无法通过系统补偿的方式调整，将机床改为半闭环后，打表检测Y向的反向间隙为0.015 mm，已经超出误差允许范围，通过以上测试结果，初步分析Y轴丝杠有问题，更换Y轴丝杠后，经过激光干涉仪检测，重新调整螺距误差和反向间隙误差补偿值后，Y轴定位精度和重复定位精度都达到出厂标准，试切后加工工件表面质量恢复正常，后经丝杠厂家检测，由于该丝杠本身的质量问题，导致机床高速往复运动一段时间后丝杠损坏。

例2：在配有FIDIA C2控制系统的某国产数控机床上加工工件表面出现如图2所示波纹。

分析该问题的基本思路和例1基本相同。该机床已经运行了一年多，以前也未出现过加工波纹，据此可以排除刀具、加工程序和工装等因素。通过对波纹和加工程序的仔细分析发现，波纹出现在拐角处，也就是当加工接近拐角，进给速度降到接近于0（通过LOOKAHEAD控制的加工速度），然后通过拐角后开始加速的过程中产生的。如果加速度参数设定值较高，这种快速的速度变化对于各轴的跟随特性要求很高。产生加工波纹现象通常是因为机床运行一段时间后动态特性发生变化，需要重新调整参数，或者传动链环节出现问题，影响各轴的跟随特性。

根据以上分析，首先逐步降低加速度参数，重新进行试切，发现情况有所改善，但加速度参数降低到一定程度后，不仅拐角的波纹没有完全消除，加工表面还出现了其它问题。以上实验说明机床还存在其它因素导致拐角出现波纹。通过使用FIDIA系统提供的ERRE动态测试软件（该软件通过执行两轴直线插补来检测不同轴的加、减速及跟随特性，限于篇幅，在此不做详细介绍）测试发现X轴在加减速过程中有滞后现象。通常出现这种现象的主要原因：一是参数匹配问题，但这一点已经排除;二是机床传动部分有问题。通过对X轴传动部分的仔细检查，发现X轴的传动皮带有磨损松弛的现象。更换皮带后再适当调整加速度参数，加工工件表面质量恢复正常。经过一个月的加工测试，未再出现同样问题。

通过以上实例分析可以看出，对于加工工件表面出现的波纹，只要我们仔细分析，逐步排除，是可以予以解决的。同时在实际工作过程中，对于机床上的一些易损部件也要定期检查，做到早发现早处理，这样也能避免一些故障的产生。

（编辑 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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