第一篇：數(shù)控實訓中常見車床撞刀的原因及防止辦法（最終版）

數(shù)控實訓中常見車床撞刀的原因及防止辦法

數(shù)控車床在加工圓錐面、球面、螺紋及復雜的回轉面等方面，具有高速、高效、高精度和低勞動強度的特點，在機械制造業(yè)中被廣泛應用，企業(yè)對數(shù)控車床操作人才的需求日益加大。高職高專院校紛紛購買了大量的數(shù)控車設備，提高數(shù)控車實訓的教學質量，培養(yǎng)具有符合企業(yè)需要的高素質技能型人才。目前，在數(shù)控車實訓教學中，由于學生編程、操作等原因，使刀具與工件及卡盤常發(fā)生碰撞，造成刀具的大量損壞，甚至危及操作者的人身安全。數(shù)控車實訓過程中使用的刀具大多是機夾刀具，價格比較昂貴，刀具的損壞帶來了比較大的經濟損失。同時，撞刀事故也給初學者在實訓過程中帶來心理陰影，會讓學生在后續(xù)的數(shù)控車操作上變得縮手縮腳，影響數(shù)控實訓的教學質量。本文就數(shù)控實訓中數(shù)控車床操作過程中經常發(fā)生撞刀的原因進行總結，并提出相應的解決措施，以減少撞刀事故的發(fā)生率。[2][1]1 編程不當，產生撞刀

1.1 車削孔時的進、退刀

內孔車刀加工孔時，進刀方式應為單坐標方式，如圖1（a）所示工件中，若直接X、Z軸聯(lián)動快速移動刀具至目標點（G00 X Z），刀具勢必會如實線所示那樣與工件發(fā)生碰撞；為防止刀具與工件發(fā)生碰撞必須單坐標分步使刀具移動至目標點，在編程時應該使刀具先走Z方向（留2mm安全余量），然后走X方向定刀，再走Z方向切削加工孔，如虛線所示，這就有效避免了刀具與工件之間的碰撞。

內孔車刀加工孔時，退刀方式應為單坐標方式，如圖1（b）所示工件中，若直接X、Z軸聯(lián)動快速移動刀具退至目標點（G00 X Z），刀具勢必會如實線所示那樣與工件發(fā)生碰撞；為防止刀具與工件發(fā)生碰撞必須單坐標分步使刀具移動至目標點，在編程時應該使刀具先走X方向（退出1～3mm），然后走Z方向時刀具從孔里退出來，再走X方向使刀具移動至目標點，如虛線所示，避免了刀具與工件的碰撞。

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圖1 1.2 車削槽時的進、退刀

切槽刀加工槽時，進刀方式應為單坐標方式，如圖2（a）所示工件中，若直接X、Z軸聯(lián)動快速移動刀具至目標點（G00 X Z），刀具勢必會如實線所示那樣與工件端面發(fā)生碰撞；為防止刀具與工件發(fā)生碰撞應單坐標分步使刀具移動至目標點，在編程時應該使刀具先走Z方向，然后走X方向定刀（留2mm安全余量），再走X方向切削加工槽，如虛線所示，這就有效避免了刀具與工件之間的碰撞。

切槽刀加工槽時，退刀方式也應為單坐標方式，如圖2（b）所示工件中，加工完槽若直接X、Z軸聯(lián)動快速移動刀具至目標點（G00 X Z），刀具勢必會如實線所示那樣與工件端面發(fā)生碰撞；為防止刀具與工件發(fā)生碰撞應單坐標分步使刀具移動至目標點，在編程時應該使刀具先走X方向退出，然后再走Z方向退至目標點，如虛線所示，能有效避免刀具與工件的碰撞。

圖2 1.3起刀點與換刀點

起刀點是刀具以切削進給速度開始車削加工的加工起點（或循環(huán)起點）。起刀點設置在所加工毛坯外面，在X、Z兩個方向離工件應有一定距離，如圖3(a)所示。起刀點分別表示在X、Z兩個方向離工件的距離一般取1～3mm，起刀點離工件太遠增大G01進給的空行程，降低加工效率；起刀點離工件太近會增加撞刀隱患。

換刀點是指刀架轉動換刀時的位置，設在工件及夾具的外部，換刀點離工件的距離以換刀時不與工件及其他部件發(fā)送碰撞為準，并力求換刀移動路線最短，換刀點的設置距離工件太遠，將延長G00的移動時間，降低加工效率，如圖3（b）所示。編程時換刀要特別注意留給鏜孔刀足夠的空間，因鏜孔刀刀柄伸出較長，如換刀空間不夠，就會造成換刀時刀具與卡盤或工具碰撞。另外，如因工具較長有后頂尖支撐，在確定換刀點位置時，還必須確定刀架向尾座方向移動時的極限位置，避免換刀時刀架與尾座發(fā)生碰撞造成刀具損壞。

圖3 2 對刀不當，產生撞刀

2.1 手輪進給倍率

數(shù)控車床對刀方式常用的有試切法和對刀儀自動對刀法，試切法對刀是學生在數(shù)控車床實訓中普遍采用最多的一種對刀方法。學生在對刀之前，通常要在換到點位置換到所需對刀的車刀，車刀通過刀架旋轉到位，這時車刀到被車削加工工件的距離較遠，學生就會用手輪0.1方式將刀具快速靠近工件，然后用手輪0.01方式繼續(xù)靠近工件，用0.001方式切削工件。但是，學生在操作過程中往往忘記手輪進給倍率快慢的改變，很多初學者在對刀時用手輪0.1方式將刀具快速靠近工件，繼續(xù)用手輪0.1方式靠近工件和切削工件，車刀以較大的進給速度與工件接觸，造成車刀與工件發(fā)生碰撞。

初學者在上數(shù)控車床操作之前，首先在機房內利用數(shù)控仿真軟件進行大量的對刀練習，熟練對刀步驟和操作要領。其次，在數(shù)控車床上進行對刀操作時，安排同小組的成員在傍邊進行輔助，對操作不正確的學生進行及時指正，避免車刀與工件發(fā)生碰撞。2.2 數(shù)據(jù)輸入

學生在數(shù)控車床對刀操作時，經常發(fā)生數(shù)據(jù)輸入位置不對或數(shù)據(jù)輸入不對。比如，學生在對刀試切外圓后，X軸不動，刀具沿+Z原進給速度退出，退出后按下停止按鈕停車，用外徑千分尺量得試切部分的外圓直徑，進入刀具偏置寄存器的形狀補償，把測得的數(shù)據(jù)輸入到相對應的刀補號中，在數(shù)據(jù)輸入過程中，學生往往把數(shù)據(jù)輸入錯誤。另外，學生把測得數(shù)據(jù)輸入到刀具偏置寄存器的形狀補償中錯誤的刀補號中，還有學生把測得數(shù)據(jù)沒有正確輸入在顯示刀具幾何形狀補償界面里。由于對刀數(shù)據(jù)不正確，造成不能夠獲得正確的工件坐標系，在運行數(shù)控車床切削加工工件時就會造成車刀與工件或機床發(fā)生碰撞。

學生在對刀結束后，應該對每一把對過的車刀進行檢驗。檢驗方法是：首先按下POS鍵，顯示出刀具當前的位置坐標，分別搖動手輪到X0和Z0，觀察刀具與工件之間的誤差是

否超差。如果對刀的X數(shù)據(jù)不正確，當搖動手輪移動到位置坐標X軸顯示為零時，刀具的刀尖就不在工件端面的中心處。操作不當，產生撞刀

3.1 刀具補償值設定錯誤

學生操作數(shù)控車床加工工件時，對刀誤差或刀具磨損會影響工件尺寸精度，所以要對刀具進行補償，刀具補償應注意補償方向及補償量大小。要定期檢查刀具補償值是否正確。在輸入刀具補償值時，如將“+”號輸出“-”號，“X0.08”輸成“X8”，就可能會出現(xiàn)執(zhí)行程序后刀具直接沖向工件或卡盤，造成工件報廢，刀具損壞，卡盤撞毀等事故。

針對這種撞刀情況，學生可以在仿真軟件上進行練習，熟練掌握在輸入刀具補償值時，“+”號和“-”號之間的區(qū)別。此外，初學者在操作時如出現(xiàn)不確定的情況要及時詢問實訓指導教師，要得到實訓指導教師的確認后方可繼續(xù)操作機床。3.2 加工過程中誤停車

數(shù)控車床執(zhí)行程序正常加工過程中，由于操作者誤操作使程序停下來，如果操作者按“RESET”復位后，立即進行循環(huán)啟動，此時容易造成刀具與工件發(fā)生碰撞。因為運行的默認值與程序的設定值發(fā)生變化，按“RESET”復位，則把數(shù)控系統(tǒng)復位到初始狀態(tài)，清除了保存在DRAM內的預讀程序信息，會改變刀具移動指令及主軸轉速。

在自動運行程序過程中，如出現(xiàn)誤停車導致程序停止運行，此時將模式改為編輯方式，按“RESET”復位程序，再重新運行程序。結束語

學生在數(shù)控車床操作過程中發(fā)生撞刀的原因很多，除上述原因外還有其他情況，這里就不再逐一贅述。為了有效地防止撞刀發(fā)生，學生在數(shù)控車床操作時，要求學生做到加工程序編制正確，加工工藝安排合理，操作規(guī)范，就能減少和防止撞刀事故的發(fā)生，確保數(shù)控車床實訓的教學質量。

第二篇：數(shù)控銑床對刀操作實訓說課稿

數(shù)控銑床對刀實訓說課稿

一、教材及重難點分析

本課程所使用的教材是設備廠家所配置的《GSK928MA數(shù)控系統(tǒng)操作說明書》，其操作只是對數(shù)控銑床各相關功能的介紹，但數(shù)控銑床對刀操作是《操作說明書》中所述相關功能的一個應用環(huán)節(jié)。在本節(jié)課之前，已經學習了數(shù)控銑床的基礎知識、面板功能、手動操作等，學生已經熟悉了數(shù)控銑床，能夠進行一些常規(guī)操作，但是還不能通過程序來控制機床正確運動，數(shù)控操作工的主要目的就是要運用指令代碼，正確控制機床運動，要能準確的控制機床的位移，就必須通過對刀操作來完成，所以對刀操作是學習數(shù)控專業(yè)中非常重要的一個環(huán)節(jié)，對刀操作直接影響到零件的加工精度，因此本次課的知識點在整個數(shù)控銑床編程與操作中占有舉足輕重的地位。同時，此內容又是課程后面即將學習習近平面圖形加工的基礎，因此，本次課也起到了一個承前啟后的作用。

考慮到數(shù)控銑床對刀在數(shù)控銑床操作過程中，是必不可少的環(huán)節(jié)，結合教學過程中要突出的實用性，故指定以下教學目標：

教學目標：

知識目標：掌握建立工件坐標系的目的。

能力目標：數(shù)控銑床對刀方法、工件坐標系的設置及驗證方法。

在以往的教學過程中，學生普遍反映存在以下的問題：1.對刀步驟繁瑣較多，大多數(shù)同學一時半會記不住；2.看到別人操作的時候感覺很容易，一旦自己動手時就不知道從何下手。針對這些情況，指定以下重難點：

教學重點：數(shù)控銑床試切法對刀的步驟的演示驗證。

教學難點：數(shù)控銑床對刀步驟

在教學過程中，將通過板書的方法突出重點，通過實操演示的方法突破難點。

二．學生分析

本課程的教學對象是我校機模專業(yè)10級的學生，對銑削加工已經有了一定的認知，作為一名即將實習的機模專業(yè)的學生，數(shù)控編程及數(shù)控銑床操作是其必須掌握的專業(yè)技能。能否熟練的操作數(shù)控銑床也是企業(yè)在選擇數(shù)控技術工人時的一個最基本的要求。

三、教法闡述

以學生為核心，充分發(fā)揮學生自主學習的能力，調動學生的積極性，變被動接受為主動獲取，是教學的宗旨，本著這個主導思想同時結合本課內容的特點，本課將采取 “演示教學法”、“任務驅動法”、“實操訓練法”等教學方法。

演示教學法：將對刀的操作步驟與實際操作演示相結合，邊演示邊講解，運用前面學習過的手動操作方法準確地找出其對刀點在機床坐標系中的坐標，并通過參數(shù)設置對工件坐標系G54參數(shù)進行設置，并通過驗證程序進行驗證，使學生完全理解并掌握對刀操作的步驟和操作要領。

任務驅動法：在教學過程中，將本節(jié)課的新知識點設計成學生感興趣的任務，讓學生帶著任務去學習。例如：在介紹對刀方法時，教師只講解上表面中心點的對刀方法，而后提要求學生自己完成上表面一個角落點的對刀，加深學生對于對刀的記憶和靈活的運用。

實操訓練法：根據(jù)數(shù)控銑課程需要上機操作，具有實際動手能力的特點，對于數(shù)控銑床的對刀操作，單憑老師上機演示操作過程和方法原理講解是無法達到要求的，還將進行每個學生上機實操的訓練。由于設備有限，所以采用分組輪流上機在實訓教學中予以訓練。

以上教學方法將貫穿于整個教學過程中，以期待能夠幫助學生快速、正確的理解教學內容。

三、學法指導

強調以學生的自主學習為核心，變學生為知識的灌輸對象盡可能的轉為學習活動的主體。本課將通過指導學生在認真觀看老師操作演示和聽取老師講解之后，采用自主學習和協(xié)作學習等方法，幫助學生在不斷探索，不斷交流、不斷評價中自然達成學習目標，轉變學習方式，提高學習能力。自主學習意在于培養(yǎng)學生自主探究的能力，例如：要求學生自行總結對刀的操作要領，便于學生記憶。啟發(fā)學生自主學習，自主探究。協(xié)作學習意在培養(yǎng)學生的合作交流能力以及團隊合作的意識，例如：學生一般基本能看懂老師的操作步驟，自己卻不太會操作的問題，可以將學生分為若干小組，由一人帶頭分組討論操作步驟和操作要領，然后由每組帶頭人帶領本組人員輪流上機將對刀操作過程作出完整的訓練。而從中發(fā)現(xiàn)的問題一起討論、一起解決，必要時可向老師請教，從而加深學生的印象，提高學生的操作水平。

四、教學準備

上對刀操作實訓課前，需作好以下準備，保證實訓的順利進行：

1.實訓設備數(shù)控銑床的準備 2.實訓材料PVC方板的準備 3.使用銑刀的準備

五、板書設計

一、對刀操作步驟：

1、準備工作

2、回零

3、試切

4、數(shù)據(jù)計算及參數(shù)設置

二、“對刀”校驗

輸入G54 G00 X0 Y0 Z10;M03 S500 G01 Z0 F100 G00 Z20 M2

六、教學過程

整個教學過程時間安排如下： 新課的引入：2分鐘 新知識講授：3分鐘 演示講解：15分鐘 布置任務：3分鐘

學生實操：20分鐘（只能完成1人）小結：2分鐘

這樣安排是由于數(shù)控課程自身的特殊性，老師一味的講授，學生接受比較困難，也不利于學生記憶，同時無法將所掌握的知識靈活應用，因此，實訓課上安排較多時間給學生進行上機練習，可以達到較好的教學效果。1.新課的引入

首先復習上節(jié)課所講解的數(shù)控銑床手動操作和回零操作，接著提出一個問題：在機床坐標系中，工件裝夾上工作臺時其位置的坐標是不確定的，那我們如何才能

實現(xiàn)銑刀對工件能進行的準確的加工呢？激發(fā)學生產生強烈的興趣，此時引出本次課的內容數(shù)控銑床的對刀。2.新知識的講授

根據(jù)本次課的教學目標及重難點的要求，將安排教學如下：

由于工件坐標系我們在專門學習編程的時候已經重點介紹過工件坐標系的選擇及作用了，這里就不急于介紹工件坐標系，先直接講解對刀操作的步驟。再進一步講解坐標偏值的計算方法。然后在黑板上結合工件坐標系的概念，設置工件坐標系偏置參數(shù)，寫出對刀的檢驗的程序。3.演示講解

在講解完前面內容后，提出具體該如何對刀進行演示教學，要求學生認真觀摹，認真聽取講解，對刀演示后，接著把寫好的校驗程序進行運行，看看對刀是否正確，增加學生的興趣。

4.布置任務

A.要求暫未輪到上機操作的學生分組討論操作步驟和操作要領，并隨時可觀摹正在操作的同學。

B.由每組帶頭人帶領本組人員輪流上機將對刀操作過程作出完整的訓練。5.學生實操

由每組帶頭人帶領本組人員輪流上機將對刀操作過程作出完整的訓練。而從中發(fā)現(xiàn)的問題一起討論、一起解決，必要時可向老師請教，從而加深學生的印象，提高學生的操作水平。老師在一旁隨時輔導。6.小結

利用幾分鐘時間總結本節(jié)課的內容，再次強調本課的重難點，要求學生課后一定要花時間消化，復習，對于需要記憶的一定要記憶。同時留出問題：我們工件坐標系設置在圓形工件中心時該如何對刀呢？要求學生課后思考，為下節(jié)課做好鋪墊。

說稿人：夏三紅

2011年10月22日

第三篇：數(shù)控實訓教學中如何避免

數(shù)控實訓教學中如何避免“撞刀”

江蘇省六合職業(yè)教育中心校 朱明松

內容提要：“撞刀”是數(shù)控機床操作加工中一個專用術語，是指刀具以G00速度或快速運動速度撞擊工件、壓板或機床的一種非正?，F(xiàn)象，發(fā)生撞刀后輕則使刀具損壞，重則損壞機床設備或傷擊操作加工的學生，故數(shù)控操作加工中如何避免“撞刀”是每一位老師和實訓學生都非常關心的事。

關健詞：數(shù)控機床 撞刀 數(shù)控操作加工 數(shù)控程序

隨著國家推行緊缺人才培訓計劃，數(shù)控機床操作與加工作為當今社會緊缺人才重要工種廣泛受到各級各類學校和培訓機構重視，數(shù)控設備也越來越多地進入學校、車間，數(shù)控操作加工越來越普及，但由于數(shù)控機床設備及刀具相對其它工種設備而言較為昂貴，實習教學過程中出現(xiàn)的損壞刀具及數(shù)控機床設備的現(xiàn)象是各個學校、培訓機構非常頭痛的事，而其中最為常見和最為嚴重的便是“撞刀”現(xiàn)象，本人就幾年來在數(shù)控實習教學中的經驗談談在數(shù)控實習教學中如何減少或避免“撞刀”現(xiàn)象的發(fā)生。

一、“撞刀”及其危害

數(shù)控機床“撞刀”是指刀具以G00速度或快速運動速度撞擊工件、壓板或機床床身的現(xiàn)象。G00含義是指刀具快速運動到目標點，常用于刀具空間運行或退刀過程中，可以減少空運行時間提高生產效率，但若是在運動過程中刀具碰到工件、壓板、工作臺或卡盤則因其運動速度太快而產生撞擊現(xiàn)象，輕者刀具損壞，嚴重者降低數(shù)控機床精度或直接破壞數(shù)控機床設備，因撞擊而飛濺出的刀具、工件等碎屑還會傷擊操作的學生而造成嚴重的人身安全事故，操作中因其速度快、發(fā)生突然、撞擊聲大也會驚嚇學生，讓學生產生一定畏懼心理，害怕再次撞刀而不敢繼續(xù)操作致使實習效果下降，故此在數(shù)控實訓教學中“撞刀”現(xiàn)象是極其危險的，克服和避免“撞刀”是非常重要的，眾多實習指導教師也都非常想通過種種途徑避免這種現(xiàn)象的發(fā)生。

二、發(fā)生“撞刀”現(xiàn)象的情況及原因分析

學習數(shù)控操作的人和實習指導教師一般都會認為在數(shù)控機床操作實訓中“撞刀”現(xiàn)象是不可能避免，誤認為“撞刀”是一種正常的現(xiàn)象，我個人則不這么認為，我認為“撞刀”都是在非正常情況下才發(fā)生的，按照正常操作數(shù)控機床不會無緣無故地發(fā)生“撞刀”，只有操作者的失誤才會產生這種現(xiàn)象，并且“撞刀”也是有規(guī)律可行的，只要我們掌握了它的規(guī)律至少可以盡量減少“撞刀”次數(shù)或是徹底避免“撞刀”現(xiàn)象的發(fā)生。

數(shù)控機床“撞刀”基本原理是一樣的，都是刀具以G00速度碰到工件、壓板或機床，但在不同類型的數(shù)控機床上表現(xiàn)形式是變化的，下面我們以最常見的數(shù)控車床（臥式）和數(shù)控銑床（立式）來分析研究“撞刀”情況及原因：

1、數(shù)控車床（臥式）產生“撞刀”的情況其原因分析

臥式數(shù)控車床的特點是機床只有兩個坐標軸：X軸和Z軸，編程時一般把工件原點設置在工件右端面圓心上，數(shù)控機床“對刀”時也是把機床原點偏置到工件右端面圓心上，“對刀”方法也都一樣通過刀具長度補償來偏置機床原點，會產生“撞刀”的情況也都差不多，大致有以下幾種：（1）操作不當造成“撞刀”：主要是手動操作不當，如當需要把刀具沿+X、+Z方向退出時按錯鍵使刀具沿-X、-Z方向運動而產生“撞刀”，也就是運動方向反了再加工進給倍率較高，必然產生，產生這種情況“撞刀”的原因主要是沒弄清數(shù)控機床坐標系和操作不熟練所致，往往發(fā)生在數(shù)控實習初期；當然也有少部分同學是因為粗心大意或思想開小差所致，沒看清楚鍵就按，等發(fā)現(xiàn)了刀具已經撞壞了。產生這種情況“撞刀”的后果一般不是很嚴重，反應過來及時松手，就可避免。

（2）“對刀”錯誤引起“撞刀”?！皩Φ丁辈徽_是指機床原點沒有偏置到工件原點上，產生這種情況，一般在測試“對刀”時就能發(fā)現(xiàn)，測試時也很容易發(fā)生“撞刀”現(xiàn)象；這種“撞刀”不只是把刀具撞壞還會嚴重損壞數(shù)控車床主軸精度。如果學生“對刀”結束后沒有測試直接進行程序加工，則肯定會“撞刀”且將發(fā)生更大的危害。

（3）換刀時產生“撞刀”。數(shù)控車床一般都配有四—六把車刀，用不同的刀具加工不同表面，如加工外圓用外圓車刀、加工螺紋用螺紋車刀等等，在數(shù)控車床上一次用多把刀具是很正常的，一次對幾把車刀也是經常遇到的，有一部分“撞刀”就是在這種換刀過程中發(fā)生的。一種是對好第一把刀具后對第二把刀，在手動換刀中發(fā)生“撞刀”，另一種是在程序編制中通過指令換刀而產生“撞刀”，這兩種“撞刀”共同特點是刀具沒有回換刀點就開始換刀而造成“撞刀”或是沿+Z方向移動距離不夠遠而導致“撞刀”。

（4）用了長度補償指令“對刀”后又在零點偏置指令中輸入數(shù)值而引起“撞刀”。在數(shù)控車床上，“對刀”一般是通過長度補償來對各把刀具的，有一部分同學在對好刀具后，受數(shù)控銑床“對刀”影響，在G54—G59等零點偏置指令中輸入數(shù)值致使“對刀”錯誤，和第（2）種一樣通過測試“對刀”就可發(fā)現(xiàn)“對刀”錯誤了，但這種情況隱蔽性較強，往往找不出錯誤所在，“對刀”操作步驟都對，就是測試時不正確還容易產生“撞刀”。

（5）編程錯誤引起的“撞刀”。這類型“撞刀”占的比重較大，原因也多種多樣，在數(shù)控實訓教學中發(fā)現(xiàn)因程序不正確引起“撞刀”的有這樣兩種；一是壞習慣養(yǎng)成；在數(shù)控機床程序編制中有大部分指令是續(xù)效代碼，即直到同組代碼出現(xiàn)前，該類代碼即使不寫也一直持續(xù)有效，有些同學就養(yǎng)成這樣一種壞習慣，省略不寫，該用G01的地方他不寫G指令，這樣，G00指令持續(xù)有效，用G00速度切入工件必然會產生“撞刀”。二是前面已經提過的加工過程中編程換刀指令+Z方向沒有足夠的換刀空間，而在換刀過程中產生“撞刀”。

2、數(shù)控銑床（立式）產生“撞刀”的情況及其原因分析

數(shù)控銑床是三個坐標軸：X、Y、Z比數(shù)控車床多一個坐標軸，會產生“撞刀”的情景與數(shù)控車有相同的地方也有不同的地方，現(xiàn)分析如下：

（1）數(shù)控銑床換刀后忘記“對刀”而產生“撞刀”。數(shù)控銑床和數(shù)控車床不一樣，在銑床主軸上只能安裝一把銑刀，如果用到不同類型的銑刀則必須通過手工換刀才行，更換不同的銑刀后，沿X、Y方向一般不需要重新“對刀”而在Z方向必須重新“對刀”，因為不同的銑刀長度是不一樣的，有一些同學在更換不同銑刀后忘Z方向“對刀”，直接去運行程序，必然會產生“撞刀”，這種現(xiàn)象在數(shù)控考核或數(shù)控競賽中最容易發(fā)生，它與心理緊張有一定關系。

（2）“對刀”時在長度補償里輸入數(shù)值而引起“撞刀”。數(shù)控銑床“對刀”方法與數(shù)控車床不一樣，它一般是通過G54—G59零點偏移指令來把機床坐標系偏置到工件坐標系上的，和數(shù)控車床“對刀”相反，在數(shù)控銑床上“對刀”時在長度補償里輸入數(shù)值而使機床原點偏置到工作臺以下，在測試對刀或運行程序時必然產生“撞刀”。

（3）程序編制錯誤引起的“撞刀”。產生這種情況撞刀的原因也大體同數(shù)控車床編程時所范的錯誤，即該用G01下刀的地方沒寫G01結果演變成了用G00下刀而“撞刀”。另一個原因則不同于數(shù)控車床，數(shù)控銑床加工完一個表面后需要抬起刀具再進行加工，該抬刀的地方沒有沿+Z方向抬起刀具，而是水平快速移動，或不是垂直方向抬刀，是沿傾斜方向抬刀，都會產生“撞刀”。

三、數(shù)控機床操作實訓中減少或避免“撞刀”現(xiàn)象的方法

數(shù)控車床與數(shù)控銑床發(fā)生“撞刀”現(xiàn)象的原因已經分析，大體上是一樣的，也是數(shù)控實訓中最為常見的“撞刀”情況。此外還有一些非正常意外因素產生的“撞刀”，如數(shù)控機床限位開關失靈、數(shù)控系統(tǒng)不穩(wěn)定等造成，不過一般發(fā)生的概率較少，我們對常見的“撞刀”現(xiàn)象，在數(shù)控教學實訓中只要采取相應的措施是可以減少甚至完全避免“撞刀”現(xiàn)象產生的。具體如下：

1、由淺入深、規(guī)范操作

數(shù)控實訓不能急燥，加工安排應由簡單到復雜，每次實訓內容要結合學生的實際需要，容量適當，不能超過學生的承受能力，避免學生在沒掌握前提下操作數(shù)控機床；如練習數(shù)控機床“對刀”，先必須讓學生熟練掌握數(shù)控機床坐標系、運行方向及機床相關面板功能后才能進行，就可避免因操作方向錯誤而引起的“撞刀”。

操作過程中更應加強學生職業(yè)習慣的培養(yǎng)，端正實習態(tài)度，禁止態(tài)度不嚴肅和思想開小差行為，以及兩人、三人同時操作一臺數(shù)控機床等不良行為，以此避免因不良行為帶來的“撞刀”危險，2、使用仿真軟件輔助實訓教學

現(xiàn)在市場上有許多數(shù)控加工仿真教學軟件如宇航、宇龍、斐克，數(shù)控界面及操作方法、步驟與真實數(shù)控機床完全一樣，可在加工前讓學生先行在計算機上對自已所編程序模擬加工一遍，不僅可以熟悉機床對刀、加工等步驟還可以發(fā)現(xiàn)自已所編程序會不會“撞刀”，刀具軌跡有沒有錯誤等，模擬加工后再通過RS232接口把數(shù)控程序傳輸?shù)綌?shù)控機床上進行實際操作加工，也就是在加工前再加一道保險裝置，以保證不會因為數(shù)控機床程序錯誤而發(fā)生撞刀，這種運作硬件投入相對多些，一臺數(shù)控機床要配置一臺電腦，還要購買數(shù)控仿真教學軟件。對于資金實力相對較弱的學校也有這樣做的，目的主要是彌補數(shù)控機床設備數(shù)量的不足，用仿真教學軟件模擬真實加工場景，實力強的學校用仿真軟件則可通過模擬加工，避免“撞刀”。

3、學生加工前由實習指導教師進行檢查以減少錯誤避免“撞刀”

目的也是在加工前多加一道保險裝置，檢查重點看是否會發(fā)生“撞刀”，而不是刀具軌跡是否正確；其一是檢查對刀是否正確，其二是程序指令是否會產生“撞刀”。數(shù)控機床程序雖各不相同但產生“撞刀”的地方還是一樣的，不管是數(shù)控車還是數(shù)控銑。凡是遇到Z尺寸為負的程序段，都須注意移動指令是不是G00，如果是數(shù)控銑則必“撞刀”，如是數(shù)控車，則看X方向尺寸是否過小，否則一樣會產生“撞刀”。因為在數(shù)控車床上，工件原點在工件右端面中心上，Z負值方向刀具已進入工件加工內；數(shù)控銑床Z0點一般設置在工件上表面，Z負值方向也表明刀具進入工件內部，如用G00指令，肯定會發(fā)生“撞刀”；其次數(shù)控車床退刀時X、Z方向尺應越來越大才不會撞刀，數(shù)控銑床在空間快速移動時必須先抬刀才能用G00空間移動，檢查程序時就檢查這些關健部位指令，省時又容易很快查出是否會產生“撞刀”

4、其它減少和避免“撞刀”的方法

（1）檢測“對刀”是否正確時盡量用G01指令替代G00指令；如檢測數(shù)控車檢測Z坐標用G01 Z0 F2 M3 S500替代G00 Z0，檢測X坐標用G01 X0 F2 M3 S400 替代G00 X0；數(shù)控銑床中用程序G01 G54 X0 Y0 Z10 F500 替代G00 X0 Y0 Z10，以避免“對刀”操作錯誤用G00快速運動來不及反應而“撞刀”。

（2）把機床快速修調開關ROV選中，通過調小進給倍率以減小G00快速移動的速度，在發(fā)生錯誤時能反應過來以避免“撞刀”。

（3）養(yǎng)成操作者把手放置在機床復位鍵上的習慣，一遇特殊情況，迅速按復位鍵停機避免“撞刀”。

以上分析的只是數(shù)控操作中最容易產生“撞刀”的幾種情況，針對不同的實訓內容，還會有其它一些特殊情況需要我們在數(shù)控實訓過程中不斷累積經驗，相互共享。

主要參考資料：（1）《數(shù)控機床加工程序編制》、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、顧京主編

（2）《數(shù)控車削編程與操作訓練》、、、、、、、、、、、、、、、、、、高楓 肖衛(wèi)主編

（3）《數(shù)控銑床編程與操作訓練》、、、、、、、、、、、、、、鄭書華 張鳳辰主編（4）《數(shù)控機床與編程》、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、田坤主編

第四篇：鋁合金砂型鑄造件常見缺陷特征、形成原因及防止、補救辦法

鋁合金砂型鑄造件常見缺陷特征、形成原因及防止、補救辦法

缺陷名稱

缺陷特征及

發(fā)現(xiàn)方法

形成原因

防止辦法及補救措施

1.氣孔

鑄件表面和內部的小孔洞。其表面一般光滑、干凈發(fā)亮，呈圓形。皮下氣孔則呈梨形；多分布在鑄件表面或靠近型壁型芯處及出氣冒口下面。經吹砂后發(fā)現(xiàn)表面氣孔、經X光透視和機械加工后發(fā)現(xiàn)內部氣孔。

1.由于澆注系統(tǒng)設計不正確，在澆注合金液時帶入氣體

2.由于鑄型透氣性不好，型腔內氣體跑不出來

3.砂型或型芯材料中混入了有機物或礦物（煤渣、焦碳等）而發(fā)氣

4.內外冷鐵表面和工作表面有氣孔和凹坑

1.正確地設計澆注系統(tǒng)，采用底注式或縫隙式開放澆注系統(tǒng)（澆道比為直：橫：內=1：3：3），采用錐形直澆道，其直徑應≤20㎜，防止產生渦流

2.澆注系統(tǒng)各部位的連接處應加工成圓滑轉接，避免合金液沖擊型腔壁和型芯。澆注時要以連續(xù)平穩(wěn)的液流注入，防止轉入空氣。

3.采用透氣性好的型砂和芯砂，防止混入有機物或礦物，并在橫澆道末端設出氣孔

4.充分混合型砂和芯砂，使粘結劑均勻包覆在每顆砂粒表面

5.裝配好的砂型和型芯應在4h內澆注完畢，防止停留過久而吸潮

6.合理設置冒口，起好補縮和排氣兩個作用

7.在澆注系統(tǒng)中安設過濾網、集渣

緩沖包，使合金液保持穩(wěn)流

8.合理安放冷鐵

9.對要求無氣孔、疏松的平面，可放大機械加工余量，以便在機加時去掉有氣孔缺陷的表面，或在此平面安放冷鐵

2.一般的夾渣

呈暗灰色的群集或單個分布在鑄件上部水平面上，或在澆注縫隙的導入口，或兩鑄件壁的轉接處，或盲端和鑄件內部。在用X光透視、噴砂或機械加工后發(fā)現(xiàn)

1.原材料及重熔料中混入了夾渣

2.合金液中的熔渣及其它非金屬氧化物未排除干凈

3.澆注系統(tǒng)設計不合理，澆注時把浮渣卷入型腔

4.合金液進入型腔的速度過大，氧化膜或熔渣卷入型腔

5.精煉后扒渣清理不完全，靜置時間不夠或在高溫下攪拌合金液太多而造成再次氧化

6.澆注時斷流

1.使用合格的原材料和重熔舊料

2.嚴格遵守合金的熔煉工藝，保證獲得純凈的合金液

3.采用底注或縫隙開放式澆注系統(tǒng)，設置撇渣、集渣結構、安設過濾網，加強澆注系統(tǒng)的擋渣作用

4.緩慢平穩(wěn)連續(xù)地進行澆注，保證合格合金液不斷流，決不用小容量的澆包澆注大容量的鑄型（件）

5.充分精煉合金液，在澆注前一定要靜置3~5min，并適當降低合金液的澆注溫度

6.采用帶隔板的擋渣澆包澆注，在澆注前要撇除干凈合金液表面上的氧化皮及熔渣

3.冷隔

外觀是合金液未合攏的條紋狀或人字狀的凹坑，再其附近有氧化皮，一般出現(xiàn)在鑄件的頂壁上、薄壁水平面或

垂直面上、厚薄壁

1.合金液澆注溫度太低，流動性差，使兩股液流匯流處因合金液有厚氧化皮而不能對接和熔合在一起

1.根據(jù)鑄件的結構形狀和合金的特性，適當提高合金液的澆注溫度

2.控制砂型的含水量在5.5%之內。砂型的緊實度要均勻，并取下限值，防止?jié)踩牒辖鹨汉螽a生氣體和再次氧化、隔阻液流的匯合和熔接

3.砂芯應當烘干，修補型芯涂刷的涂膏也要烘干，以免合金液進入后產生氣體，形成氣墊

缺陷名稱

缺陷特征及

發(fā)現(xiàn)方法

形成原因

防止辦法及補救措施

3.冷隔

轉接處、薄筋壁面上或棱角處，以及鑄件的外緣圓角太小合金液不暢處。多在鑄件噴砂、腐蝕和氧化處理后作宏觀檢查、放大鏡檢查、熒光檢查、X光檢查時被發(fā)現(xiàn)

2.澆注系統(tǒng)設計不合理，或鑄件的澆注位置擺放不合理，使合金液匯流處集中在鑄件的薄壁部位

3.鑄型的排氣性不好，合金液充型受到型腔內氣墊的阻隔而不能熔合4.澆注時斷流，先充型的合金液已結殼，后進入的合金液不能與它熔合在一起

4.盡可能不采用發(fā)氣量大的型芯材料

5.在易產生冷隔、欠鑄處的砂型或砂芯上多扎通氣孔或安放出氣冒口，防止合金液受氣墊壓力的阻礙而不能很好的熔合4.砂眼

為鑄件表面或內部包嵌有造型材料的明孔或暗洞，在出箱清砂后或經X光透視、機械加工后發(fā)現(xiàn)，在鑄件各部位都有可能有

1.砂型、砂芯或涂料的粘結強度不夠，散入合金液內

2.由于芯頭和鑄型芯座在裝配時被壓壞或合箱后鑄型的結合面被壓崩

3.干砂型停留時間過久受潮而使砂型強度降低

4.鑄型或型芯的緊實度不均勻，有的部位緊，有的部位松

5.砂型或型芯在烘烤時被燒焦，粘結劑失去粘結作用或被人為損壞（裂紋等）而未發(fā)現(xiàn)

1.改善砂型、砂芯的質量

2.鑄型裝配前要對型芯進行檢查，看是否有裂紋等缺陷

3.型芯放入鑄型進行組裝時，要用樣板等測量工具檢查尺寸，防止不吻合、凸起而壓壞

4.消除或減少鑄型上的特別凸出部分和尖角

5.把砂型和砂芯的緊實度搞均勻，并達到合適的緊密度

6.嚴格控制好砂型和型芯的烘烤溫度，防止砂型和型芯過燒

7.鑄型在澆注前的停留時間≤4h，超過4h，要分解鑄型，重新用噴燈烘烤或報廢

5.夾砂

鑄件內夾有砂粒、可出現(xiàn)在鑄件各部位，在鑄件清砂、進行外觀檢查或作X光透視及機械加工后發(fā)現(xiàn)

1.砂型中灰分過多或鑄型搞得太緊或不均勻，或型砂的粒度不均勻，而使鑄型在加熱時表層膨脹不均勻而掉砂

2.由于鑄型通氣性不好或型砂過濕增加了發(fā)氣量，澆注合金液后形成很大氣體反壓而使鑄型

表層砂脫落

1.加大型砂中新砂的比例或全部換用新砂，以減少型砂中的灰分含量

2.控制鑄型的緊實度，確保鑄型各部位緊實度均勻

3.用顆粒比較粗的砂代替顆粒過于細小的砂

4.采用發(fā)氣量小的型砂和芯砂

5.嚴格控制型砂的濕度

6.多扎通氣孔或安放出氣冒口

7.選用粘結力強的粘結劑配制型砂和芯砂

8嚴禁碰撞或震動已裝配好的鑄型。如發(fā)現(xiàn)受到碰撞或震動，則應開型檢查是否掉砂、裂紋，經清掃和修復后重新裝配好鑄型

缺陷名稱

缺陷特征及

發(fā)現(xiàn)方法

形成原因

防止辦法及補救措施

5.夾砂

3.型砂或芯砂的粘結力太差

4.鑄型受到碰撞或震動而掉砂

6.燒黑

鑄件厚大部位、內澆道附近或對面、冒口根部、構成型腔的芯砂很薄的尖角處出現(xiàn)的呈灰白色粉末狀的斑紋或結疤，或其斷口呈黑色斑點狀。在X光透視底片上呈類似疏松但輪廓比疏松清晰

1.砂型和型芯材料中的保護物不足或在烘烤時被燒損

2.合金液流過最多的鑄型部位里的保護劑被燒損而失去保護作用

3.造型材料中混入煤粉、草根、木屑、硫磺等易燃雜物

4.合金液澆注溫度過高

5.砂型含水分太多或型腔表面有油或水珠

6鑄型的透氣性不好

7.澆注時空氣流動太快，有所謂“過堂風”吹過

1.在砂型和砂芯加入必要數(shù)量的保護劑

2.在混砂前檢查是否有煤粉、草根、木屑、硫磺等易燃雜物混入，避免油和水滴入鑄型中，如發(fā)現(xiàn)已滴入，則應在澆注前進行烘烤

3.修型時禁止撒水和沾水，以免降低氟附加物的保護作用

4.砂芯要徹底烘干，但要防止過燒而使粘結劑、保護劑失效

5.在干燥后的砂芯表面噴硼酸水溶液（硼酸5%~8%+滑石粉1%~2%+水94%~90%）或氟附加物水溶液（氟附加物20%，水80%），然后在140~160℃溫度下再烘烤45min~1h

6.嚴格控制好砂型的濕度和緊實度，并使各部分均勻，保證砂型和砂芯有足夠的透氣性，同時還可扎一些通氣孔

7.在鑄件的厚大部位安放冷鐵。冷鐵要烘干，防止帶入水分

8.在澆注高鎂鋁合金時，可在澆注系統(tǒng)和鑄件厚大部位的砂型型腔表面撒上各50%的硫磺和硼酸的混合保護劑，但注意不要撒得太厚?；蛲辖鹨褐屑尤?.02%鈹，以防止合金液激烈氧化和燒損

9.澆注時盡量縮短澆注高度（即澆包嘴到澆口杯之間的距離），以降低合金液對型腔壁的沖擊力，必要時還可向合金液表面撒硫磺和硼酸混合保護劑。防止?jié)沧F(xiàn)場有過堂風吹過

10.當形成型腔的砂型很薄時，要特別注意使芯子不帶尖角

11.在設計內澆道時，要盡量使合金液由較多的內澆道進入型腔，避免熱量過于集中在較少的（1~2個）內澆口上

7.氧化斑疤

鑄件表面上出現(xiàn)的細微的皺紋或從鑄件表面剝落的暗灰色小片；、在鑄件內部出現(xiàn)的呈暗線或刀口狀紋路，可分布在鑄件各部位。在鑄件出箱或清砂、噴砂后發(fā)現(xiàn)

或經X光透視發(fā)現(xiàn)

1.合金表面被強烈氧化，氧化皮加厚，當澆注速度太慢時，或浮在鑄件表面，或卷入鑄件內

2.型砂含水量過多或型芯未烘干或砂型搗得太緊實，透氣性太差

3.澆注系統(tǒng)設計不

合理使合金液，激

1.嚴格按合金的熔煉工藝熔煉合金，防止合金液強烈氧化

2.以平穩(wěn)連續(xù)均勻的液流澆注鑄型，并盡量降低澆注高度，縮短澆注時間，減少合金液的氧化

3.適當延長砂型的烘烤時間，禁止往鑄型中安放熱的型芯和把裝配好的砂型放在熱的墊板上，以防止局部凝結水分。裝配好的砂型應在4h之內澆注，超過4h可開箱，當檢查無損壞，要經再烘烤后裝配好才能使用，否則報廢

4.可用噴燈烘烤砂型型腔表面。但必須注意，不要烘烤過度或烘烤不均勻，以免使鑄型表面質

缺陷名稱

缺陷特征及

發(fā)現(xiàn)方法

形成原因

防止辦法及補救措施

7.氧化斑疤

烈氧化

量變壞或燒掉砂內保護附加物，導致產生燒黑

5.當澆注高鎂鋁合金的復雜形狀的鑄件時，為防止二次氧化，可在鑄型型腔表面撒上一層均勻且較薄的硫磺粉

8.層狀氧化斑疤

在鑄件各部位的外表面上出現(xiàn)的層狀氧化斑疤，或在鑄件內表面上出現(xiàn)的星狀結疤，多在鑄件清砂或噴砂后發(fā)現(xiàn)，用手錘敲打時，此斑疤會以帶狀或鱗片狀形式從鑄件表面剝落

1.鑄型型腔內的氣墊壓力大于澆入合金液的靜壓力

2.鑄型型腔內混入了發(fā)氣物

3.鑄型的透氣性太差

由于以上原因導致澆入的合金液產生沸騰而使合金液強烈氧化并吸氣

1.提高砂型和型芯的透氣性

①使用透氣性好的型砂和芯砂

②在型芯中的做各種形式的特殊通氣孔

③控制好砂型的濕度、緊實度及均勻性

2.采用發(fā)氣量低的型砂和芯砂及粘結劑材料

3.采用濕度小的型砂或烘干的型芯和砂型

4.使用適合的經過仔細處理的冷鐵

5.適當降低合金液的澆注溫度，盡量縮短澆注時間

6采用具有吸濕性的粘結材料作砂芯的粘結劑時，型芯的保持時間如果超過一晝夜，則在裝配砂型（合型或合箱）前應再次烘烤

7.增設出氣冒口，增加型腔的排氣通道

9.蜂窩孔

出現(xiàn)在鑄件厚大部位或厚薄壁轉接部位的像蟲蛀孔或疏松狀的孔洞。外觀檢查和X光透視均勻可發(fā)現(xiàn)

鑄型中的發(fā)氣材料與合金液發(fā)生作用而產生很大氣體壓力，在厚大部位周圍薄壁已凝固之后，此氣體以很大壓力穿破尚處在液體狀態(tài)的厚大部位，此后該部位逐漸凝固結殼而形成1.提高砂型的透氣性：

①使用透氣性好的型砂

②在最后進入合金液的型腔角落處多扎通氣孔

③嚴格控制砂型的濕度、松緊度和均勻性

2.采用發(fā)氣量低的型砂和芯砂以及粘結材料

3.必要時采用干砂型澆注

4.根據(jù)產生蜂窩孔處鑄件的形狀，設置并安放合適的冷鐵，提高該部位的凝固速度

5.或在此部位增開出氣兼補縮的冒口

6.當采用吸濕性材料作型芯粘結劑時，如果型芯的保存時間超過一晝夜，則在裝配砂型前要重新烘烤干

7.裝配好的砂型應在裝配后4h內澆注，并不得放在熱的底板上，以免吸潮

10.氣窩

多在安放冷鐵的鑄件表面上出現(xiàn)的光滑而有光澤的凹窩和凹坑

1.凝結在冷鐵上的水分與合金液相互作用

2.砂型和型芯局部未烘烤干或重新吸潮

3.安放的芯棒未經處理或安放不正確

1.準確地設計和安放冷鐵，安放前要烘干

2.徹底烘干砂型和型芯

3.要根據(jù)鑄件的圓柱形部位的形狀結構、設計并安放鋁合金芯棒，安放前要烘干

11.熔劑夾渣

在鑄件內澆口附近和鑄件的死角處或鑄件體內呈暗褐色、外形不規(guī)則的渣滓。在外觀檢查或X光透視及機械加工后發(fā)現(xiàn)。X光

1.使用的熔劑或變質劑不符和本合金的要求

2.錯用了別的合金的熔劑

3.合金液在澆注前未靜置或靜置時間

1.根據(jù)合金牌號選用合適的熔劑，配置前應混合均勻。配制后應放在干燥器內或恒溫箱內。使用前必須在150~200℃下預熱1~2h。洗滌澆包、坩堝、工具用的熔劑要經常更新

2.正確地設計和制作澆注系統(tǒng)，要有利于排渣、集渣，可在澆注系統(tǒng)上安裝過濾網（器）

3.洗滌澆包、坩堝、熔爐的熔劑應加熱到750℃

缺陷名稱

缺陷特征及

發(fā)現(xiàn)方法

形成原因

防止辦法及補救措施

底片上呈白色圓點或雪花狀。機械加工后在空氣中放置1h后變?yōu)楹只疑瑢⑵淝宄?，呈現(xiàn)出內表面光滑的孔洞

不夠，熔劑未上浮而懸浮在合金液內

4.變質處理后扒渣不徹底

5.坩堝、澆包、工具、洗滌不徹底

6.澆注系統(tǒng)擋渣作用差

7.茶壺式或可提式坩堝底部擋渣板焊接不牢，有滲漏現(xiàn)象，導致?lián)踉饔貌缓?/p>

8在坩堝內舀取第一包合金液后又向坩堝理撒了熔劑

以上，澆包、坩堝、工具應洗滌到呈亮黃色，洗滌后要徹底排除澆包、坩堝、工具上的洗滌劑，然后才能去舀取合金液

4.用澆包在坩堝（熔爐）內舀取合金液時，應清理其內外表面粘附的熔劑及臟物，防止帶入熔劑等夾渣（雜）物

5.在變質處理后，可在合金液表面撒一層氟化鈉作稠化劑，使熔渣結殼，便于扒除干凈

6.在澆注前把熔渣扒除干凈

7.合金液精練后要靜置到呈光亮的鏡面

8.合金液精練后要刮掉坩堝上和擋渣板上的熔渣

9.在同一坩堝內連續(xù)舀取合金液時，不要在坩堝的液面上在撒熔劑，而要撒硫磺或50%的硫磺與硼酸的混合保護劑，間隔為5㏕以上，嚴禁在澆包內撒熔劑

10.連續(xù)澆注時，應保持坩堝的傾斜位置不變，不要將坩堝回復到原來的垂直位置。用同一澆包澆注兩個鑄型也是這樣

11.原材料要經過噴砂，并不要含較多的熔劑和夾渣

12.在使用前可用水試驗澆包或手提式坩堝的擋渣板焊接處是否有滲漏，如有，則要焊好

13.配料時應考慮有足夠的合金液重量，使?jié)沧⒑竽鼙３忠欢ǖ膲侯^高度

12.氧化夾渣（雜）

多在鑄型通氣不好的部位或轉角處出現(xiàn)的呈灰色、灰黑色斷口的夾渣，在X光底片上呈團絮狀或黑塊狀。通過X光透視或斷口檢查可發(fā)現(xiàn)鑄件內部的氧化夾渣。通過熒光檢查、熱處理后的吹砂或氧化處理、堿洗、酸洗、陽極化中均可發(fā)現(xiàn)

1.在熔煉過程中產生的氧化夾渣（一次夾渣）

①爐料不純潔，帶入了氧化物

②使用的熔劑質量不好、去氣、除渣、脫氧效果差

③熔煉過程中操作不當，造成合金液氧化嚴重

2.在澆注過程中合金液產生的氧化夾渣（二次氧化）

①澆注系統(tǒng)設計不合理，使?jié)踩氲暮辖鹨寒a生渦流、紊流、飛濺等現(xiàn)象，由此而引起嚴重氧化

②澆注溫度過高、1.嚴格控制爐料的冶金質量和表面狀態(tài)，嚴禁使用沾有油污和有腐蝕斑疤的爐料，品位低、質量差的回爐料的使用比例應嚴格控制。

2.選用精煉效果好的精煉劑或精煉工具，充分精煉合金液，澆注前應保證合金液有足夠的靜置時間，使氧化物和其它熔渣上浮，并在澆注前，扒干凈液面上的氧化皮和熔渣。

3.選用適合該合金牌號的精煉效果好的熔劑

4.必要時，可在高鎂的鋁鎂合金加入0.002%的鈹，減少合金液的氧化

5.改進澆注系統(tǒng)設計，提高橫澆道的撇渣、集渣功能，或在澆注系統(tǒng)中安放過濾器（網）和集渣包

6.改變鑄件在鑄型中的安放位置，采用開放式澆

注系統(tǒng)，防止內澆口對著型腔壁或型芯沖刷

7.采用連續(xù)均勻的液流，平衡緩慢地澆注鑄型，始終保持澆口杯充滿合金液，禁止?jié)沧⒅袛嗔?，盡量保持澆包嘴靠近澆口杯的距離≤50㎜，防止?jié)沧r有過堂風或排風扇的風吹過合金液流；澆注前應清除干凈澆包內的氧化皮

8.澆注高鎂鋁合金鑄件時，必要時可在鑄型腔和

缺陷名稱

缺陷特征及

發(fā)現(xiàn)方法

形成原因

防止辦法及補救措施

12.氧化夾渣（雜）

澆注操作不當?shù)仍斐珊辖鹨涸俅窝趸?/p>

澆注系統(tǒng)中撒上防氧化的保護劑（硫磺粉和硼酸粉各50%或硫磺粉100%）

9.熔煉用工具應保持干凈，不允許有氧化皮

10.型砂和芯砂中不允許混入煤粉等易氧化、易產生氣體的有機物質，嚴格控制型砂的濕度、緊實度、均勻性。砂型或型芯存放時間不要超過4h，超過4h則要打開重新烘烤裝置。型芯在裝入砂型前應徹底烘干，安放的冷鐵要吹砂，不許有氧化斑疤，并在裝入砂型前要烘干

11.采用傾斜式澆注，禁止把合金液轉包

13.外縮孔

為鑄件上顯露出的凹陷。其表面粗造整個凹陷部位結晶粗大，多發(fā)生在冒口下面或鑄件厚薄截面的過渡區(qū)位，或兩壁相交的尖角部位，在外檢查、噴砂或氧化處理后均可發(fā)現(xiàn)

產生內外縮孔、疏松、顯微疏松，主要是合金從液態(tài)向固態(tài)轉變過程中，由于體積的收縮得不到補充的緣故

澆注溫度過高或鑄1.型導熱系數(shù)小，熱容量小，使鑄件冷卻太慢

2.鑄件設計結構不合理，厚薄截面連接處壁厚差太大，形成熱節(jié)、冷卻慢、無合金液補縮

3.合金液進入型腔的位置不正確

4.在厚大部位沒安設補縮冒口，或安放位置不當，或其補縮液量不夠

5.鑄型的排氣性不好，使型腔內的氣墊反壓大，阻礙合金液流向后凝固要補縮的部位

1.在可能的情況下，改進鑄件的設計結構和形狀，如降低厚壁與薄壁間的壁厚差，加粗或加厚加強筋，把厚大部位改成空心結構等防止產生熱節(jié)、盡量使鑄件各部位冷卻均勻、同時凝固的辦法

2.在鑄件的厚大部位安設補縮冒口，冒口的位置和大小應保證冒口內的合金液比此補縮部位的位置高、補縮量多，并有足夠的補縮壓力頭（通?！?0㎜）

3.為了達到冒口比厚大部位后凝固，可使用保溫冒口或發(fā)熱冒口，或把冒口加熱

4.從冒口中或從安設有冒口的厚大部位澆入合金液

5.適當降低澆注溫度和澆注速度

6.在澆注后，當合金液漲滿冒口上平面時，又從冒口中補澆合金液

7.在鑄件的厚大部位易產生縮孔、疏松的地方安放冷鐵或熱容量大、導熱性好的急冷材料（如鋯砂、鎂砂等），是該部位先冷卻，先得到合金液的補縮

14.內縮孔

為鑄件厚大部常見的內部孔穴，通過X光透視及機械加工后發(fā)現(xiàn)，其孔形無規(guī)律，但內表面一般都很光滑

15.縮（疏）松

為鑄件厚大部縮孔附近區(qū)域的晶粒粗大、組織疏松不致密的部位，通過X光透視及機械加工后發(fā)現(xiàn)

16.顯微疏松

當鑄件靠近縮孔區(qū)位很微細的灰白色蜂窩狀松散部位，其晶粒粗大

17.熱裂紋

在鑄件上呈直線的裂口，裂口處表面被強烈氧化，呈無

金屬光澤的暗色或黑色。多在鑄件內尖角處、厚薄截面的過渡部位、內澆口與鑄件連接處。

在鑄件出型或清除型芯后作外觀檢

1.鑄件的設計結構不合理，如有尖角、厚截面突然變?yōu)楸?/p>

截面，產生冷卻不均

2.砂型的強度太好，型芯的潰讓性太差，阻礙了合金液的收縮，使鑄件產生裂紋

1.改善鑄件設計結構，消除尖角、厚截面突然變?yōu)楸〗孛娴慕Y構，盡量使鑄件各部分均勻地同時冷卻

2.采取各種措施，使鑄件均勻地同時冷卻

①根據(jù)厚大部位的形狀，選擇合適形狀和尺寸的冷鐵及其合理的設置位置

②正確地選擇引入合金液的位置，防止局部過熱

③適當降低澆注溫度

缺陷名稱

缺陷特征及

發(fā)現(xiàn)方法

形成原因

防止辦法及補救措施

查、X光透視、熒光檢查時可發(fā)現(xiàn)。

3.鑄型局部過熱

4.澆注溫度太高

5.冷鐵放置不正確

6.厚大部位無補縮合金液補充

7.鑄件過早出型、冷卻得太激烈

④把冒口和冷鐵配合起來使用，增大鑄件的溫度剃度

3.盡量使鑄件能順序凝固

①在鑄件的厚大部位安放冒口，并貼保溫材料，使其凝固時間延長

②在鑄件的厚大部位安放冷鐵或急冷材料

③采用底鑄式澆注系統(tǒng)，配用比較高的鑄型

④適當降低合金液的澆注溫度

4.降低砂型強度，增加其退讓性

①將干砂型改為濕砂型

②降低砂型和型芯的緊實度

③用潰散性大的型砂代替強度大的型砂

④縮小型芯骨架、輪廓尺寸，防止其阻礙鑄件的收縮

⑤使用空心的型芯，增強其退讓性

5.對已翹曲的鑄件，根據(jù)其形狀和翹曲程度，采用冷的或熱的矯正方法使鑄件恢復原形

6.如上述措施都不能解決問題，則可考慮更換結晶間隔窄（即準固相溫度范圍窄）的高溫高強度的合金

18.冷裂紋

也是鑄件表面上出現(xiàn)的直線形或彎曲形的裂口，裂口表面有輕微的氧化。多出現(xiàn)在鑄件內尖角、厚薄兩截面的過渡部位、內澆口與鑄件的連接處。用肉眼、熒光檢查、X光檢查均勻可發(fā)現(xiàn)

形成冷裂、翹曲與熱裂的情況不同，冷裂紋是在低溫下由于鑄件冷卻收縮受到鑄型或型芯的阻礙出現(xiàn)的內應力大于合金在此溫度下的強度而產生的。如果此內應力值僅超過此時合金液的屈服極限，則不會產生裂紋‘而只產生翹曲變形

19.翹曲

整個鑄件或其個別部位的形狀尺寸發(fā)生變化，用肉眼或測量儀器可測出

20.欠鑄

表現(xiàn)為鑄件的尖角、棱角、薄截面、狹縫隙未被合金液充滿，鑄件形狀不完整。在清砂中或清砂后的外觀檢查中均可發(fā)現(xiàn)

1.合金的化學成分出現(xiàn)偏差，合金液的流動性差

2.合金液精煉不充分，含氣和含氧化物夾渣多，使合金液粘度大

3.鑄件和澆注系統(tǒng)的設計結構不合理，使薄壁處冷得快，厚大部位冷得慢，或防礙合金液的順利充填

鑄型和泥芯表面粗糙，使合金液流動阻力大，鑄型的排氣能力差，使氣體壓力增大，阻礙合金液充滿尖角、狹縫，棱角

5.鑄型材料的熱容量大或導熱系數(shù)大，使鑄件薄壁、狹縫處冷得太快，1.嚴格控制合金液的化學成分符合標準，確保合金液的流動性

2.選用精煉效果好的精煉劑充分精煉合金液，盡量減少其含氣量和氧化夾雜物含量，提高合金液的純凈度和流動性

3.在可能的情況下，改進鑄件的設計結構，如加厚薄截面壁厚、加大厚薄截面轉接處圓弧R等

4.采用底注法開放式澆注合金液時，要以連續(xù)均勻的液流較快地澆滿鑄型

5.適當提高合金液的澆注溫度

6.選用透氣性好的型砂、芯砂材料和配方，控制好鑄型和型芯的緊實度及均勻性

7.在出現(xiàn)欠鑄的部位安放出氣冒口或設通氣孔，消除型腔中氣體的反壓

8.用隔熱保溫涂料涂敷容易產生欠鑄、冷隔處的鑄型型腔，降低此處鑄型的導熱性，使合金液能充滿此處

缺陷名稱

缺陷特征及

發(fā)現(xiàn)方法

形成原因

防止辦法及補救措施

而使合金液流不到尖角，薄壁、薄筋等部位

21.偏析

多在鑄件的厚大部位中心及其上部，為灰色到黑色的形狀不規(guī)則的斑點。多伴有疏松或縮孔。在氧化處理后外觀檢查即可發(fā)現(xiàn)

1.在澆注前合金液成分已不均勻

2.澆注溫度過高

3.鑄件厚大部位冷卻太慢

4.混入了低熔點合金元素

1.嚴格控制合金的配料和熔煉過程，防止低熔點和高熔點雜質混入合金液

2.在澆注要前充分攪拌合金液，使其各部分成分均勻

3.在鑄件冷卻慢的厚大部位安放冷鐵或扎通氣孔，使之快冷和防止此處氣墊反壓大而阻礙合金液來補縮

4.降低澆注溫度，縮短鑄件的凝固時間

22.針孔

為鑄件上針尖狀不同大小的圓形或蒼蠅腳形小孔洞，其表面光滑。多在后凝固的鑄件厚大部位產生。在X光透視、檢查宏觀試片和機械加工中發(fā)現(xiàn)。在X光底片上呈小黑點狀

1.原材料和回爐料未烘干，本身含有水分

2.熔煉用坩堝、澆包、工具等未烘干，帶入了水分

3.熔煉時空氣濕度大，澆注時有過堂風吹過

4.精煉劑中氯化物和氯氣的含水量超標

5熔化時間太長，熔化溫度過高，合金液精煉后到澆注的時間太長，被二次吸氣和氧化

6.熔劑和涂料中水分含量超標，或涂料未烘干

7.鑄型型砂的濕度太大

1.原材料和回爐料在入爐前應經過吹砂，清除表面的氧化物、臟物，并預熱到500℃左右才允許入爐熔化

2.坩堝要預熱到700℃左右（呈暗紅色）才能裝料熔化

3.已有嚴重針孔的爐料應經過重熔精煉并確認合格后才允許使用

4.控制熔化溫度不超過750℃，整個熔化時間不超過4h（指開始熔化→澆注完畢），一次精煉的不超過1h；二次精煉的不超過1.5h

5.嚴格控制氯化物和氯氣等精煉劑的含水量不超標（0.06%~0.1%），用氯氣精煉時，精煉溫度應控制低一些

6.控制合金液的澆注溫度在工藝規(guī)程規(guī)定的下限

7.當空氣的絕對濕度大時，為減少針孔，可進行二次精煉或采用覆蓋劑熔化合金

8.如采用氯鹽精煉，應按規(guī)定將氯鹽徹底烘干，方可使用。并在精煉后保溫5~8min，再清除熔渣和澆注。合金液的精煉溫度以超過其熔點75~100℃為好

9.嚴格控制鑄型型砂的含水量在規(guī)定標準的下限

10.采用熱容量大、導熱系數(shù)大的材料作鑄型材料，以加快鑄件的冷卻速度

11.對要求無針孔的大面積鑄件（如冰箱內膽吸塑模鑄件）可在其鑄型型腔上安放數(shù)十至數(shù)千塊冷鐵，獲得快速凝固無針孔的細晶粒表面層

12.必要時，可把某些重要的鑄件改用金屬型鑄造或壓力鑄造

僅供參考

第五篇：高職實訓設備故障原因及對策

摘 要：由于職教學校維修專業(yè)人員有限，在設備維護管理方面存在一些問題和困難。結合幾個設備故障實例，通過分析故障的直接、間接原因，提出了解決的思路和通用對策，可供實訓教學、設備管理相關人員參考。

關鍵詞：設備故障；原因分析；解決對策

隨著我院近幾年的高速發(fā)展，各系部各類設備品種、數(shù)量增多，性能價值提高，設備出現(xiàn)故障的數(shù)量和頻率也隨之增加。出現(xiàn)故障就要維修，維修設備自然要分析原因，然后針對產生原因采取相應解決措施。這里的“原因”，通常是指造成故障的直接原因。但有時再深入分析故障的普遍原因，能夠有助于我們預防故障，消除故障，從根源上減少故障。以下通過幾個實例加以分析。數(shù)控車床車刀車到卡盤

1.1 故障現(xiàn)象

在z向走刀車外圓時，拍急停無效，直至車到卡盤三爪，切斷電源才停車。

1.2 可能原因

（1）操作失誤：有程序錯誤、z向對刀錯誤、換刀錯誤等。本例是程序調用錯誤。（2）設備故障：有軟限位失效、硬限位行程開關失效、急停開關失效等。本例是急停開關失效。

1.3 檢查處理

經現(xiàn)場檢查plc信號，急停開關按下后輸入信號不在緊急停止回路中，廠家工程師承認接線錯誤并改正。

1.4 分析及對策

批量產品接線錯誤十分罕見，是偶發(fā)故障，當然屬于廠家責任，我們作為用戶自身似乎沒有什么問題。但是我們可以多問幾個為什么：

（1）設備內部錯誤預先發(fā)現(xiàn)不了嗎？確實，對于機床內部的問題，我們一般無法發(fā)現(xiàn)。但是急停開關是重要的安全裝置，并且使用頻率很高，就算驗收時沒有發(fā)現(xiàn)，經過一段時間使用之后，現(xiàn)場使用設備的教師、學生一定可以發(fā)現(xiàn)。對策：嚴格新設備驗收制度；強調故障報告制度，要求出現(xiàn)不正常狀況時保持現(xiàn)場，并立即報告設備責任人處理記錄。

（2）出現(xiàn)緊急情況就應該立即拍急停嗎？出現(xiàn)緊急情況立即拍急停是常用方法，但不一定是最佳的方法。以數(shù)控車為例，要使進刀停下，根據(jù)情況緊急程度依次可以按“進給保持”鍵、“復位”鍵、“急?！卑粹o。實踐中通常應該優(yōu)先按“進給保持”鍵，這樣對機床尤其對刀具損傷最小，其次應該按“復位”鍵，這樣停止迅速，迫不得已才按“急停”鍵。在這一點上，許多人都忽視了。對策：實訓教學程序設計要結合生產實際，在教學程序中強化多種緊急情況的應對措施這一重要環(huán)節(jié)，并在實切前空車演練嫻熟。

（3）學生熟悉緊急情況的應對措施就可以了嗎？眾所周知，來實習的學生程度不

一、態(tài)度不

一、人多手雜，因此一定會出現(xiàn)操作失誤，一定會出現(xiàn)應對失當。因此我們應該加強對學生的安全教育、增加責任心、加強指導，另外還可以利用設備本身功能加強安全性?，F(xiàn)代的機械設備，通常都有多重安全設施。數(shù)控設備在移動部件上先后有軟限位和硬限位防止超程。本例中，只要兩種限位之一動作就不至于發(fā)生故障。對策：定期、全面地檢查設備的各種安全裝置，并調整適當，并以制度形式固定下來。

螺桿空壓機報警停機

2.1 故障現(xiàn)象

空壓機顯示屏報警提示過載停機。此空壓機經常過載報警，在廠家維修前只好強行啟動或用原活塞式空壓機替代應急。

2.2 故障原因及處理

歸納廠家工程師多次維修情況，引起故障的原因有以下幾點：（1）累積運行時間超設定，到了停機檢修周期。對此必須換空濾、油濾、換油；有時是自己修改參數(shù)強行延長檢修周期。（2）冷卻油路不通暢。油中含水含氣，換油解決。（3）卸荷閥失效。更換卸荷閥。

2.3 分析及對策

以上多次故障，都是聯(lián)系廠家工程師來維修，其中更換濾芯和機油的費用每次在3千元以上。而卸荷閥失效由于維修部沒有配件，等待了三個多月，嚴重影響工作。維護、維修費用高、等待時間長促使我們反思：

（1）專業(yè)設備的維護只能外包嗎？螺桿空壓機自動化程度高、性能好、技術含量高，類似的高技術設備全部都立足于自修困難較大也無必要。但是，有困難不等于我們就無所作為，其中的維護保養(yǎng)還是可以自己做的。就算是高技術設備在設計時對維護的方便性一般也都有考慮。學校作為教學部門設備維護能力普遍不強，如果能夠自行維護既快又省，還可以提高教師的動手技能，形成良好的實踐風氣。當然不是說維護就很容易，通常還是要進行專門的培訓才可以勝任。對策：在購機時，要求對設備進行使用培訓的同時，包含維護培訓；同時建立對維護工作量進行補貼的制度。

（2）教學設備應該追求高性能嗎？螺桿空壓機的復雜程度尚不高，維修就遠比活塞空壓機困難。可以推論，那些幾十萬、上百萬的設備維修維護成本更是不低，僅日常使用消耗也是一個巨大數(shù)字，因此最高級的設備在實習中很少使用。我們的職業(yè)教育的技能目標，無論是中級工還是技師，在操作環(huán)節(jié)實際上還只是初步的訓練。實訓設備是否大型、精度是否很高、自動化程度是否先進對實習效果影響其實并不大。退一步說，只論形象，一大排普通設備絕對比一兩臺高精度設備更有氣勢。例如，今年上半年，我系在《機械制造基礎》課程一體化教學改革實踐中，教室中安排了4臺小型的臺式車床，一學期就只消耗了幾百元的刀具和工件；裝了一臺3千多元的大屏幕電視機聯(lián)機到電腦，就起到了類似多媒體教室的效果。對策：實事求是，輕形式重實效，多購買小型、一般精度、使用費用低的設備用于課堂、車間實訓教學。數(shù)控銑床工作臺移動故障

3.1 故障現(xiàn)象

數(shù)控銑床采購時，廠家明確說針對教學設計，性能較差，從進校起就經常故障。開始工作臺移動就不平穩(wěn)，后來逐步嚴重，直到一移動就超載報警，無法使用。

3.2 故障原因及處理

超載原因不外乎兩個方面：一則驅動功率不夠；二則機械阻力過大。

驅動功率不夠缺陷是廠家有意設計，要更換大一號的驅動器；負載阻力大經逐段排查，確定為導軌等多環(huán)節(jié)阻力大，需要全面檢修傳動部件。

3.3 分析及對策

面對這種情況，我們不由感慨：

（1）設備不一定是用壞的。一般來說設備是使用不當、使用損耗造成故障，但有時設備故障在使用之前就注定了。如數(shù)控銑床故障在制造環(huán)節(jié)就埋下隱患；又如模具實訓中心的設備多發(fā)電氣故障，是實驗室環(huán)境潮濕造成；再如數(shù)控實訓中心供氣含銹隱患，是氣管選材不當。對策：設備使用、管理人員應參與設備的選型、購置、布置等前期工作；適度改造設備。

（2）設備閑置也是要壞的。這臺數(shù)控銑床雖然性能不佳，但是一開始還是可以用的。因為經常出現(xiàn)故障，維修跟不上，所以很少甚至長期不用，這樣使機械部分銹蝕、電氣部分受潮，設備性能進一步下降直至嚴重故障。它的導軌阻力大，就是因長期停機、缺油而加重的。實訓中心曾經有臺空壓機，也是由于潮濕季節(jié)連續(xù)多月停機，潮氣侵入使單向閥生銹卡住造成故障。對策：為維持設備性能，在設備維護制度中增加定期空運行項目。

結束語

隨著國家對職業(yè)教育的重視，設備投入不斷增加。設備維修維護任務，將會不斷加重，需要各個相關部門都重視設備工作，才可以管好用好實訓設備。盡管以上分析及對策只是在部分具體情況下做出的，但還是希望能對設備管理使用有所借鑒。

作者簡介：倪健，男，江西機電職業(yè)技術學院，工程師、講師，研究方向：機械制造工藝與裝備。

歐陽毅文，男，江西機電職業(yè)技術學院，教授，研究方向：機械制造、液壓與氣動。