1. 故障現象
我校在與某電梯企業合作中加工生產了一種電梯上使用的梯級軸，零件圖如圖1所示。使用的設備是沈陽第一機床廠生產的CAK4085ni經濟型數控車床，裝夾方式采用一夾一頂，中間用中心架支撐，如圖2所示。
在零件先粗后精加工后，φ26mm的外圓出現尺寸超差。經測量發現，φ 26mm外圓的首尾有0.2mm左右的倒錐（右大左小），且φ26mm右端尺寸與右側φ21mm外圓的尺寸沒有明顯變化。這種現象不是在加工每個零件時都會出現，有時會連續出現，有時會偶爾出現一次。因為這種故障存在偶然性，所以在診斷時存在不確定因素。
2. 機床使用現狀
機床剛剛使用一年左右，內部潤滑及日常保養正常，有過幾次撞刀現象但并不嚴重，機床的加工精度還能保證。在出現此次故障前，每日生產的產品都能滿足該零件的尺寸要求。
3. 排故方法
先從與影響尺寸變化最直接的部分入手，再依次聯系機床其他與故障相關的各個環節。本案可以分別按外因和內因的方法來解決。外因可查床腳，內因可按“頂尖、軸套和中心架—刀架系統—中滑板聯接系統—床鞍聯接系統”的順序來排查故障。
4. 故障分析與排除
（1）床腳 如果床腳中的某只腳發生松動，加工中產生振動床身可能會因為床腳不穩發生傾斜，從面會導致加工的零件出現本案中的現象。排故時可檢查床腳有無松動，如有松動需將床腳墊實，必要時需重調機床水平。本案中床腳沒有發生松動，可排除床腳對本次故障的影響。
（2）頂尖、軸套和中心架 按照之前長期積累的加工經驗，在靠近頂尖部分的尺寸發生變動可能會與頂尖有關，如頂尖跳動過大或堵轉都會引起接近頂尖處的尺寸變化。在靠近中心架部分的尺寸發生變動可能會與中心架或軸套部分有關，如中心架的中心高不對、軸套上的軸承損壞都會引起接近中心架處的尺寸變化。此故障的現象出現在接近中心架部分，首先檢查中心架固定情況，再將軸套與軸承重新更換并從調中心架高度進行試切，加工后仍然會出現上述癥狀，因此可以排除頂尖與中心架及軸套對尺寸的影響。
（3）刀架系統 刀架對本案的影響可能是刀架沒有鎖緊，刀架與中滑板聯接部松開或刀架自身的反鎖沒有鎖緊。
先檢查刀架下的四個螺釘是否擰緊：將磁力表座吸于中滑板上，并將百分表對準刀架底部，用力來回推動刀架觀察百分表是否跳動，如有跳動需用內六角扳手將聯接螺釘擰緊。
再檢查刀架自身的鎖緊情況：當刀架換刀鎖緊后，將磁力表座吸于刀架底部不能轉動部分，百分表對準刀架上部可轉動部分，用加力桿按刀架旋轉的方向用力扳刀架上部可轉動部分，觀察百分表是否會跳動，如有跳動說明刀架在換刀時不能鎖緊，需對刀架進行清洗或更換刀架內部磨損的配件。在本案中檢查刀架系統都沒有產生松動，因此不用試切即可排除刀架與本案無關。
（4）中滑板聯接系統 中滑板的聯接系統主要包括絲杠螺母、聯軸器、圓螺母、塞鐵及支撐軸承等。中滑板聯接系統中的某個環節產生松動都有可能產生本案中的現象，可以逐個檢查絲杠螺母、聯軸器及圓螺母聯接處的鎖緊螺釘是否有松動。機床經過一年的使用，塞鐵必然會產生磨損，應對塞鐵作適當調整，松緊適當。支撐軸承如損壞，對尺寸的影響是不可控的，本案中尺寸的變化成倒錐變化，有一定的規律性，加上該機床沒有受到過嚴重的撞擊，日常的加工負荷也并不是很重，因此可以暫時將軸承的損壞排除在外。本案中經過對中滑板聯接系統的調整后對零件進了試切，加工幾件后癥狀如前。
（5）床鞍聯接系統 床鞍聯接系統與中滑板聯接系統有幾分相似之處，可按上述方法逐一進行檢查，但床鞍下與機床導軌的壓板是中滑板上沒有的。本案中，檢查壓板時發現壓板與導軌底邊之間存在一定的間隙，尤其是左側接近刀具切削部位的那塊壓板間隙最大，約有0.3mm左右。對前后幾塊壓板重新打磨并安裝，間隙控制在0.03～0.05mm。經過試切后癥狀沒有再出現，可見本案的故障就是因為床鞍下的壓板與導軌之間的間隙過大產生的。
5. 結語
本案的故障排除后本人與同事及企業工程師進行了探討，他們說沒有遇到過類似的現象，尤其是在與企業工程師探討時，他們說他們的機床用了五六年了從來沒有遇到過這種現象，這讓我感到很奇怪。按理說他們的機床上的壓板不可能沒有磨損，怎么會沒有發生過這樣的現象呢？后來通過對比，讓我恍然大悟，他們廠所用的設備都是50的機床，所配的刀架也都是方25mm×25mm的大刀架，床鞍的自重較大；我們學校的機床是40mm的小機床（雖說名稱上是40mm，實際上只有36mm的床身），所配的刀架也只是方20mm×20mm的小刀架，床鞍自重較小。
當機床在粗車時，刀具受到切削力的影響會使床鞍下壓，當粗車結束后，因為機床本身較輕，床鞍受到機床導軌的反作用力可能會向上反彈，如果在精車前反彈間隙能被消除，機床則加工正常，當不能消除時就可能會出現本案中的現象，所以加工出的零件時好時壞。如果床鞍上的零部件自重較大，反彈力不能將床鞍抬起就不會出現這樣的故障。
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