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1、 畢 業(yè) 論 文題 目 數(shù)控機(jī)床的故障與維修 專 業(yè) 數(shù)控加工與維護(hù)工程 班 級 學(xué) 生 指導(dǎo)教師 西安工業(yè)大學(xué)函授部二 0 0 九 年摘 要數(shù)控機(jī)床是綜合應(yīng)用計算機(jī)、自動控制、自動檢測及精密機(jī)械等高新技術(shù)的產(chǎn)物。它的出現(xiàn)以及所帶來的巨大效益引起世界各國科技界和工業(yè)界的普遍重視。隨著數(shù)控機(jī)床已是衡量一個國家機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造的必由之路，是未來工廠自動化的基礎(chǔ)。需要大批量能熟練掌握數(shù)控機(jī)床編程、操作、維修的人員和工程技術(shù)人員。但是我們裝備制造業(yè)仍存在“六有六缺”的隱憂，即“有規(guī)模、缺實力，有數(shù)量、缺巨人，有速度、缺效益，有體系、缺原創(chuàng)，有單機(jī)、缺成套，有出口、缺檔次。目前，振興我國機(jī)械裝備制造業(yè)

2、的條件已經(jīng)具備，時機(jī)也很有利。我們要以高度的使命感和責(zé)任感，采取更加有效的措施，克服發(fā)展中存在的問題，把我國從一個制造業(yè)大國建設(shè)成一個制造業(yè)強(qiáng)國，成為世界級制造業(yè)基地之一。 數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用給傳統(tǒng)的制造業(yè)的生產(chǎn)方式，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)帶來了深刻的變化。也給傳統(tǒng)的機(jī)械，機(jī)電專業(yè)的人才帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。通過本次畢業(yè)設(shè)計讓我們畢業(yè)生更好的熟悉數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定，了解幾種常見的故障，學(xué)會分析，診斷，與維修。關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床 切削用量 故障 維修 目 錄第一章 數(shù)控機(jī)床的概述第二章 數(shù)控機(jī)床的分類2.1 按加工工藝方法分類62.2 按控制控制運(yùn)動軌跡分類62.3 按驅(qū)動裝置的特點分類8第三章數(shù)

3、控機(jī)床常見的故障及維修3.1 數(shù)控機(jī)床的故障診斷技術(shù)3.2 數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)的故障診斷與維修3.3數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與維修3.4 數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)與維修3.5 數(shù)控機(jī)床換刀裝置于常見的故障及維修結(jié)束語致謝參考文獻(xiàn)第一章 數(shù)控機(jī)床概述數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，社會對機(jī)械產(chǎn)品多樣化的要求日益強(qiáng)烈，產(chǎn)品更新越來越快，多品種、中小批量生產(chǎn)的比重明顯增加，同時隨著汽車工業(yè)和輕工業(yè)消費(fèi)品的高速增長，機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，其精度日趨提高，性能不斷改善，激烈的市場競爭要求產(chǎn)品研制生產(chǎn)周期越來越短，傳統(tǒng)的加工設(shè)備和制造方法已難以適應(yīng)這種多樣化、柔性化、高效和高質(zhì)量復(fù)雜零件加工要求。

4、因此，對制造機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)備機(jī)床，必然會相應(yīng)地提出高效率、高精度和高自動化的要求。在機(jī)械產(chǎn)品中，單件與小批量產(chǎn)品占到70%80%。這類產(chǎn)品的生產(chǎn)不僅對機(jī)床提出了“三高”要求，而且還要求機(jī)床應(yīng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)產(chǎn)品變化的能力。特別是一些由曲線、曲面組成的復(fù)雜零件，若采用通用機(jī)床加工，只能借助畫線和樣板用手工操作的方法來加工，或利用靠模和仿型機(jī)床來加工，其加工精度和生產(chǎn)效率都受到了很大的限制。數(shù)控機(jī)床就是為了解決單件、小批量，特別是高精度、復(fù)雜型面零件加工的自動化并保證質(zhì)量要求而產(chǎn)生的。1947年美國PARSONS公司為了精確制造直升飛機(jī)機(jī)翼、漿葉和框架，開始探討用三坐標(biāo)曲線數(shù)據(jù)控制機(jī)床運(yùn)動，并進(jìn)行

5、實驗加工飛機(jī)零件。1952年麻省理工學(xué)院（MIT）伺服機(jī)構(gòu)研究所用實驗室制造的控制裝置與辛辛那提（Cincinnati Hydrotel）公司的立式銑床成功的實現(xiàn)了三軸聯(lián)動數(shù)控運(yùn)動，實現(xiàn)控制銑刀連續(xù)空間曲面加工，它綜合應(yīng)用了電子計算機(jī)、自動控制、伺服驅(qū)動、精密檢測與新型機(jī)械結(jié)構(gòu)等多方面的技術(shù)成果，是一種新型的機(jī)床，可用于加工復(fù)雜曲面零件。該銑床的研制成功是機(jī)械制造行業(yè)中的一次技術(shù)革命，使機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)入了一個嶄新的階段，揭開了數(shù)控加工技術(shù)的序幕。數(shù)控機(jī)床的定義，國際信息處理聯(lián)盟IFIP(International Federation of Information Processing)

6、將其定義為：數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制的機(jī)床，機(jī)床的運(yùn)動和動作按照這種程序系統(tǒng)發(fā)出的特定代碼和符號編碼組成的指令進(jìn)行。國標(biāo)GB81291987將“數(shù)控”定義為：用數(shù)字化信息對機(jī)床運(yùn)動及其加工過程進(jìn)行控制的一種方法。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展數(shù)控機(jī)床自上世紀(jì)50年代問世到現(xiàn)在的半個世紀(jì)中，數(shù)控機(jī)床的品種得以不斷發(fā)展，幾乎所有機(jī)床都實現(xiàn)了數(shù)控化。目前，已經(jīng)出現(xiàn)了包括生產(chǎn)決策、產(chǎn)品設(shè)計及制造和管理等全過程均由計算機(jī)集成管理和控制的計算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS（Computer Integrated Manufacturing System），以實現(xiàn)工廠生產(chǎn)自動化。數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用領(lǐng)域已從航空工業(yè)部門逐步擴(kuò)大到汽車、

7、造船、機(jī)床、建筑等機(jī)械制造行業(yè)，出現(xiàn)了金屬成型類數(shù)控機(jī)床、特種加工數(shù)控機(jī)床，還有數(shù)控繪圖機(jī)、數(shù)控三坐標(biāo)測量機(jī)等。1. 高精度化 普通級數(shù)控機(jī)床加工精度已由原來的10m,提高到5m和2m，精密級從5m提高到1.5m。2. 高速度化 提高主軸轉(zhuǎn)速是提高切削速度的最直接方法，現(xiàn)在主軸最高轉(zhuǎn)速可達(dá)50000r/min，進(jìn)給運(yùn)動快速移動速度達(dá)30-40m/min。3. 高柔性化 由單機(jī)化發(fā)展到單元柔性化和系統(tǒng)柔性化，相繼出現(xiàn)柔性制造單元（FMC）,柔性制造系統(tǒng)（FMS）,和介于二者之間的柔性制造線（FTL）。4. 高自動化 數(shù)控機(jī)床除自動編程，上下料、加工等自動化外，還在自動檢索、監(jiān)控、診斷、自動對刀、

8、自動傳輸?shù)姆矫姘l(fā)展。5. 復(fù)合化 包含工序復(fù)合化，功能復(fù)合化，在一臺數(shù)控設(shè)備上完成多工序切削加工（車、銑、鏜、鉆）6. 高可靠性 系統(tǒng)平均無故障時間MTBF由80年代10000h提高到現(xiàn)在的30000h，而整機(jī)的MTBF也從100200h提高到500800h。7. 在智能化 網(wǎng)絡(luò)化方面也得到較大發(fā)展現(xiàn)已出現(xiàn)了通過網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)行的遠(yuǎn)程診斷服務(wù)。數(shù)控機(jī)床的特點1.加工精度數(shù)控機(jī)床是按數(shù)字形式給出的指令進(jìn)行加工的。目前數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量普遍達(dá)到了0.001mm，而且進(jìn)給傳動鏈的反向間隙與絲杠螺距誤差等均可由數(shù)控裝置進(jìn)行補(bǔ)償，因此，數(shù)控機(jī)床能達(dá)到很高的加工精度。2.對加工對象的適應(yīng)性強(qiáng)在數(shù)控機(jī)床上改變加

9、工零件時，只需從新編制（更換）程序，輸入新的程序就能實現(xiàn)對新的零件的加工，這就為復(fù)雜結(jié)構(gòu)的單件、小批量生產(chǎn)以及試制新產(chǎn)品提供了極大的便利。3.自動化程度高，勞動強(qiáng)度低數(shù)控機(jī)床對零件的加工是按事先編好的程序自動完成的，操作者除了安放穿孔帶或操作鍵盤、裝卸工件、關(guān)鍵工序的中間檢測以及觀察機(jī)床運(yùn)行之外，不需要進(jìn)行繁雜的重復(fù)性手工操作，勞動強(qiáng)度與緊張程度均可大為減輕，加上數(shù)控機(jī)床一般都具有較好的安全防護(hù)、自動排屑、自動冷卻和自動潤滑裝置，操作者的勞動條件也大為改善。4.生產(chǎn)效率高數(shù)控機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的變化范圍比普通機(jī)床大，因此，數(shù)控機(jī)床每一道工序都選用最有利的切削用量。由于數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)剛性好，

10、因此允許進(jìn)行大切削量的強(qiáng)力切削，這就提高了數(shù)控機(jī)床的切削功率，節(jié)省了機(jī)動時間。數(shù)控機(jī)床更換被加工零件時幾乎不需要重新調(diào)整機(jī)床，故節(jié)省了零件安裝、調(diào)整時間。數(shù)控機(jī)床加工質(zhì)量穩(wěn)定，一般只做首件檢驗和工序間關(guān)鍵尺寸的抽樣檢驗，因此節(jié)省了停機(jī)檢驗時間。5.良好的經(jīng)濟(jì)效益在單件、小批量生產(chǎn)的情況下，使用數(shù)控機(jī)床加工，可節(jié)省劃線工時，減少調(diào)整、加工和檢驗時間，節(jié)省了直接生產(chǎn)費(fèi)用；使用數(shù)控機(jī)床加工零件一般不需要制作專用夾具，節(jié)省了工藝裝備費(fèi)用；數(shù)控機(jī)床加工精度穩(wěn)定，減少了廢品率，使生產(chǎn)成本進(jìn)一步下降。6.有利于現(xiàn)代化管理采用數(shù)控機(jī)床加工，能準(zhǔn)確地計算出零件加工工時和費(fèi)用，并有效地簡化了檢驗夾具、半成品的管理

11、工作，這些特點都有利于現(xiàn)代化的生產(chǎn)管理。 第二章 數(shù)控機(jī)床的分類2.1 按加工工藝分類金屬切削類數(shù)控機(jī)床與傳統(tǒng)的車、銑、鉆、磨、齒輪加工相對應(yīng)的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床等。盡管這些數(shù)控機(jī)床在加工工藝方法上存在很大差別，具體的控制方式也各不相同，但機(jī)床的動作和運(yùn)動都是數(shù)字化控制的，具有較高的生產(chǎn)率和自動化程度。在普通數(shù)控機(jī)床加裝一個刀庫和換刀裝置就成為數(shù)控加工中心機(jī)床。加工中心機(jī)床進(jìn)一步提高了普通數(shù)控機(jī)床的自動化程度和生產(chǎn)效率。例如銑、鏜、鉆加工中心，它是在數(shù)控銑床基礎(chǔ)上增加了一個容量較大的刀庫和自動換刀裝置形成的，工件一次裝夾后，可以對箱體零件的四面甚

12、至五面大部分加工工序進(jìn)行銑、鏜、鉆、擴(kuò)、鉸以及攻螺紋等多工序加工，特別適合箱體類零件的加工。加工中心機(jī)床可以有效地避免由于工件多次安裝造成的定位誤差，減少了機(jī)床的臺數(shù)和占地面積，縮短了輔助時間，大大提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。特種加工類數(shù)控機(jī)床除了切削加工數(shù)控機(jī)床以外，數(shù)控技術(shù)也大量用于數(shù)控電火花線切割機(jī)床、數(shù)控電火花成型機(jī)床、數(shù)控等離子弧切割機(jī)床、數(shù)控火焰切割機(jī)床以及數(shù)控激光加工機(jī)床等。板材加工類數(shù)控機(jī)床常見的應(yīng)用于金屬板材加工的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控壓力機(jī)、數(shù)控剪板機(jī)和數(shù)控折彎機(jī)等。近年來，其它機(jī)械設(shè)備中也大量采用了數(shù)控技術(shù)，如數(shù)控多坐標(biāo)測量機(jī)、自動繪圖機(jī)及工業(yè)機(jī)器人等。2.2 按控制運(yùn)動軌跡分類點

13、位控制數(shù)控機(jī)床位置的精確定位，在移動和定位過程中不進(jìn)行任何加工。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)只控制行程終點的坐標(biāo)值，不控制點與點之間的運(yùn)動軌跡，因此幾個坐標(biāo)軸之間的運(yùn)動無任何聯(lián)系?？梢詭讉€坐標(biāo)同時向目標(biāo)點運(yùn)動，也可以各個坐標(biāo)單獨依次運(yùn)動。這類數(shù)控機(jī)床主要有數(shù)控坐標(biāo)鏜床、數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床、數(shù)控點焊機(jī)等。點位控制數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置稱為點位數(shù)控裝置。直線控制數(shù)控機(jī)床直線控制數(shù)控機(jī)床可控制刀具或工作臺以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給速度，沿著平行于坐標(biāo)軸的方向進(jìn)行直線移動和切削加工，進(jìn)給速度根據(jù)切削條件可在一定范圍內(nèi)變化。直線控制的簡易數(shù)控車床，只有兩個坐標(biāo)軸，可加工階梯軸。直線控制的數(shù)控銑床，有三個坐標(biāo)軸，可用于平面的銑削加工?，F(xiàn)代

14、組合機(jī)床采用數(shù)控進(jìn)給伺服系統(tǒng)，驅(qū)動動力頭帶有多軸箱的軸向進(jìn)給進(jìn)行鉆鏜加工，它也可算是一種直線控制數(shù)控機(jī)床。數(shù)控鏜銑床、加工中心等機(jī)床，它的各個坐標(biāo)方向的進(jìn)給運(yùn)動的速度能在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，兼有點位和直線控制加工的功能，這類機(jī)床應(yīng)該稱為點位/直線控制的數(shù)控機(jī)床。輪廓控制數(shù)控機(jī)床輪廓控制數(shù)控機(jī)床能夠?qū)蓚€或兩個以上運(yùn)動的位移及速度進(jìn)行連續(xù)相關(guān)的控制，使合成的平面或空間的運(yùn)動軌跡能滿足零件輪廓的要求。它不僅能控制機(jī)床移動部件的起點與終點坐標(biāo)，而且能控制整個加工輪廓每一點的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。常用的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床就是典型的輪廓控制數(shù)控機(jī)床。數(shù)控火焰切割機(jī)、電火花加工

15、機(jī)床以及數(shù)控繪圖機(jī)等也采用了輪廓控制系統(tǒng)。輪廓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要比點位/直線控系統(tǒng)更為復(fù)雜，在加工過程中需要不斷進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，然后進(jìn)行相應(yīng)的速度與位移控制。現(xiàn)在計算機(jī)數(shù)控裝置的控制功能均由軟件實現(xiàn)，增加輪廓控制功能不會帶來成本的增加。因此，除少數(shù)專用控制系統(tǒng)外，現(xiàn)代計算機(jī)數(shù)控裝置都具有輪廓控制功能。2、3 按驅(qū)動裝置的特點分類 開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床這類控制的數(shù)控機(jī)床是其控制系統(tǒng)沒有位置檢測元件，伺服驅(qū)動部件通常為反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)或混合式伺服步進(jìn)電動機(jī)。數(shù)控系統(tǒng)每發(fā)出一個進(jìn)給指令，經(jīng)驅(qū)動電路功率放大后，驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個角度，再經(jīng)過齒輪減速裝置帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，通過絲杠螺母機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為移動部件的直線位移。

16、移動部件的移動速度與位移量是由輸入脈沖的頻率與脈沖數(shù)所決定的。此類數(shù)控機(jī)床的信息流是單向的，即進(jìn)給脈沖發(fā)出去后，實際移動值不再反饋回來，所以稱為開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。但是，系統(tǒng)對移動部件的實際位移量不進(jìn)行監(jiān)測，也不能進(jìn)行誤差校正。因此，步進(jìn)電動機(jī)的失步、步距角誤差、齒輪與絲杠等傳動誤差都將影響被加工零件的精度。開環(huán)控制系統(tǒng)僅適用于加工精度要求不很高的中小型數(shù)控機(jī)床，特別是簡易經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床接對工作臺的實際位移進(jìn)行檢測，將測量的實際位移值反饋到數(shù)控裝置中，與輸入的指令位移值進(jìn)行比較，用差值對機(jī)床進(jìn)行控制，使移動部件按照實際需要的位移量運(yùn)動，

17、最終實現(xiàn)移動部件的精確運(yùn)動和定位。從理論上講，閉環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)動精度主要取決于檢測裝置的檢測精度，也與傳動鏈的誤差無關(guān)，因此其控制精度高。這類控制的數(shù)控機(jī)床，因把機(jī)床工作臺納入了控制環(huán)節(jié)，故稱為閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的定位精度高，但調(diào)試和維修都較困難，系統(tǒng)復(fù)雜，成本高。半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床是在伺服電動機(jī)的軸或數(shù)控機(jī)床的傳動絲杠上裝有角位移電流檢測裝置（如光電編碼器等），通過檢測絲杠的轉(zhuǎn)角間接地檢測移動部件的實際位移，然后反饋到數(shù)控裝置中去，并對誤差進(jìn)行修正。通過測速元件A和光電編碼盤B可間接檢測出伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而推算出工作臺的實際位移量，將此值與指令值進(jìn)行比較，用

18、差值來實現(xiàn)控制。由于工作臺沒有包括在控制回路中，因而稱為半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。半閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試比較方便，并且具有很好的穩(wěn)定性。目前大多將角度檢測裝置和伺服電動機(jī)設(shè)計成一體，這樣，使結(jié)構(gòu)更加緊湊?；旌峡刂茢?shù)控機(jī)床將以上三類數(shù)控機(jī)床的特點結(jié)合起來，就形成了混合控制數(shù)控機(jī)床?；旌峡刂茢?shù)控機(jī)床特別適用于大型或重型數(shù)控機(jī)床，因為大型或重型數(shù)控機(jī)床需要較高的進(jìn)給速度與相當(dāng)高的精度，其傳動鏈慣量與力矩大，如果只采用全閉環(huán)控制，機(jī)床傳動鏈和工作臺全部置于控制閉環(huán)中，閉環(huán)調(diào)試比較復(fù)雜?；旌峡刂葡到y(tǒng)又分為兩種形式：（1）開環(huán)補(bǔ)償型。它的基本控制選用步進(jìn)電動機(jī)的開環(huán)伺服機(jī)構(gòu)，另外附加一個校正電路。用裝在工作臺

19、的直線位移測量元件的反饋信號校正機(jī)械系統(tǒng)的誤差。（2）半閉環(huán)補(bǔ)償型。它是用半閉環(huán)控制方式取得高精度控制，再用裝在工作臺上的直線位移測量元件實現(xiàn)全閉環(huán)修正，以獲得高速度與高精度的統(tǒng)一。其中A是速度測量元件（如測速發(fā)電機(jī)），B是角度測量元件，C是直線位移測量元件。第三章 數(shù)控機(jī)床常見的故障及維修數(shù)控機(jī)床機(jī)械部分的故障與普通機(jī)床機(jī)械部分的故障有許多共同點，因此在對機(jī)械故障進(jìn)行診斷及維修時，有許多地方是相通的。但是，數(shù)控機(jī)床大量采用電氣控制與電氣驅(qū)動，這就使得數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)與普通機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)相比有很大的簡化，使其機(jī)械結(jié)構(gòu)的故障呈現(xiàn)出一些新的特征。在實際中，機(jī)械故障的種類繁多，本章只能介紹一些共性

20、的部件故障，如主傳動系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)、機(jī)床導(dǎo)軌等。章首先介紹數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)與主軸部件的故障診斷與維修；然后介紹進(jìn)給系統(tǒng)的二個主要部件滾珠絲杠副和導(dǎo)軌副的故障診斷與維修。由于滾珠絲杠副和導(dǎo)軌副時為適應(yīng)數(shù)控機(jī)床的特殊要求而特有的，因此對它們的結(jié)構(gòu)及材料性能作了一些介紹，以便讀者了解；最后介紹刀庫及換刀裝置的故障及維修。3.1.數(shù)控機(jī)床的故障診斷技術(shù) 中國論文范文 數(shù)控系統(tǒng)自診斷。開機(jī)自診斷數(shù)控系統(tǒng)在通電開機(jī)后，都要運(yùn)行開機(jī)自診斷程序，對系統(tǒng)中關(guān)鍵的硬件和控制軟件進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果在CRT上顯示出來。運(yùn)行自診斷運(yùn)行自診斷是數(shù)控系統(tǒng)正常工作時，運(yùn)行內(nèi)部診斷程序，對系統(tǒng)本身、PLC、位置伺服單元以

21、及與數(shù)控裝置相連的其他外部裝置進(jìn)行自動測試、檢查，并顯示有關(guān)狀態(tài)信息和故障信息。 在線診斷和離線診斷。在線診斷是指通過數(shù)控系統(tǒng)的控制程序，在系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)下，實時自動地對數(shù)控裝置、PLC控制器、伺服系統(tǒng)、PLC的輸入輸出和其他外部裝置進(jìn)行自檢，并顯示狀態(tài)信息、故障信息。脫機(jī)診斷當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，需要停機(jī)進(jìn)行檢查，這就是脫機(jī)診斷。脫機(jī)診斷的目的是修復(fù)系統(tǒng)的錯誤和定位故障，將故障定位在最小的范圍。 遠(yuǎn)程診斷實現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷的數(shù)控系統(tǒng)，必須具備 計算 機(jī) 網(wǎng)絡(luò) 功能。因此，遠(yuǎn)程診斷是近幾年 發(fā)展 起來的一種新型的診斷技術(shù)。數(shù)控機(jī)床利用數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)功能通過互聯(lián)網(wǎng)連接到機(jī)床制造廠家，數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)

22、故障后，通過機(jī)床廠家的專業(yè)人員遠(yuǎn)程診斷，快速確診故障。 3.2.數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)的故障診斷與維修數(shù)控機(jī)床的主傳動承受主切削力，它的功率大小與回轉(zhuǎn)速度直接影響著機(jī)床的加工效率。而主軸部件是保證機(jī)床加工精度和自動化程度的主要部件，它們對數(shù)控機(jī)床的性能有著決定性的影響。由于數(shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動廣泛采用交、直流主軸電動機(jī)，這就使得主傳動的功率和調(diào)速范圍較普通機(jī)床大為增加。同時為了進(jìn)一步滿足對主傳動調(diào)速和轉(zhuǎn)矩輸出的要求，在數(shù)控機(jī)床上常采用機(jī)電結(jié)合的方法，即同時采用電動機(jī)調(diào)速和機(jī)械齒輪變速這兩種方法。3.2.1主傳動系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)常采用的配置形式有：a帶有變速齒輪的主傳動滑移齒輪的換擋常采用液壓

23、撥叉或直接由液壓缸帶動，還可通過電磁離合器直接實現(xiàn)換擋。這種配置方式在大、中型數(shù)控機(jī)床中采用較多。b電動機(jī)與主軸直聯(lián)的主傳動其特點是結(jié)構(gòu)緊湊，但主軸轉(zhuǎn)速的變化及轉(zhuǎn)矩的輸出和電動機(jī)的輸出特性一致，因而使用受到一定的限制。c 采用帶傳動的形式這種形式可避免齒輪傳動引起的振動和噪聲，但只能用在低扭矩的情況下。這種配置在小機(jī)床中經(jīng)常使用。d電主軸電主軸通常作為現(xiàn)代機(jī)電一體化的功能部件，采用在高速數(shù)控機(jī)床上，其主軸部件結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，慣量小，可提高起動、停止的響應(yīng)特性，有利于控制振動和噪聲，缺點是制造和維護(hù)困難且成本較高。3.2.2主軸部件數(shù)控機(jī)床主軸部件是影響機(jī)床加工精度的主要部件，要求主軸部件具有

24、與本機(jī)床工作性能相適應(yīng)的高回轉(zhuǎn)精度、剛度、抗振性、耐磨性、和低的溫升，其結(jié)構(gòu)必須很好的解決刀具和工具的裝夾、軸承的配置、軸承間隙調(diào)整和潤滑密封等問題。數(shù)控機(jī)床的主軸部件主要有以下幾個部分：主軸本體及密封裝置、支承主軸的軸承、配置在主軸內(nèi)部的刀具卡進(jìn)及吹屑裝置、主軸的準(zhǔn)停裝置等。主軸的結(jié)構(gòu)根據(jù)數(shù)控機(jī)床的規(guī)格、精度采用不同的主軸軸承。一般中小規(guī)格的數(shù)控機(jī)床的主軸部件多采用成組的高精度滾動軸承；重型數(shù)控機(jī)床采用液體靜壓軸承；高精度數(shù)控機(jī)床采用氣體靜壓軸承；轉(zhuǎn)速達(dá)20000r/min的主軸采用磁力軸承或氮化硅材料的陶瓷滾珠軸承。3.2.3主軸潤滑 為了保證主軸有良好的潤滑，減少摩擦發(fā)熱，同時又能把主軸

25、組件的熱量帶走，通常采用循環(huán)式潤滑系統(tǒng)。用液壓泵供油強(qiáng)力潤滑，在油箱中使用油溫控制器控制油液溫度?，F(xiàn)在許多數(shù)控機(jī)床的主軸采用高級鋰基潤滑脂封閉方式潤滑，每加一次油脂可以使用710年，簡化了結(jié)構(gòu)，降低了成本且維護(hù)保養(yǎng)簡單，但是需要防止?jié)櫥秃陀椭旌?，通常采用迷宮式密封方式。為了適應(yīng)主軸轉(zhuǎn)速向更高速化發(fā)展的需要，新的潤滑冷卻方式相繼開發(fā)出來。這些新的潤滑冷卻方式不單要減少軸承溫升，還要減少軸承內(nèi)外圈的溫差，以保證主軸熱變形小。油氣潤滑方式。 這種潤滑方式近似于油霧潤滑方式，所不同的是，油氣潤滑是定時定量的把油霧送進(jìn)軸承空隙中，這樣既實現(xiàn)了油霧潤滑，又不至于油霧太多而污染周圍空氣；后者則是連續(xù)供給

26、油霧。噴注潤滑方式。 它用較大流量的恒溫油（每個軸承34L/min）噴注到主軸軸承，以達(dá)到潤滑冷卻的目的。需要特別指出的是，較大流量的油，不是自然回流，而是用排油泵強(qiáng)制排油，同時，采用專用高精度大容量恒溫油箱，油溫變動控制在0.5。3.2.4主傳動系統(tǒng)的常見故障及排除方法表1-1 主傳動系統(tǒng)的常見故障及排除方法序號故障現(xiàn)象故障原因排除方法1主軸發(fā)熱主軸軸承損傷或軸承不清潔更換軸承，清除臟物主軸前端蓋與主軸箱體壓蓋研傷修磨主軸前端蓋，使其壓緊主軸前軸承，軸承與后蓋有0.020.05mm間隙軸承潤滑油脂耗盡或潤滑油脂涂抹過多涂抹潤滑油脂，每個3ml2主軸在強(qiáng)力切削時停轉(zhuǎn)電動機(jī)與主軸連接的皮帶過松移

27、動電動機(jī)座，拉緊皮帶，然后將電動機(jī)座重新鎖緊皮帶表面有油用汽油清洗后擦干凈，再裝上皮帶使用過久而失效更換新皮帶摩擦離合器調(diào)整過松或磨損調(diào)整摩擦離合器，修磨或更換摩擦片3主軸噪聲缺少潤滑涂抹潤滑脂保證每個軸承涂抹潤滑脂量不得超過3ml小帶輪與大帶輪傳動平穩(wěn)情況不佳帶輪上的平衡塊脫落，重新進(jìn)行動平衡主軸與電動機(jī)連接的皮帶過緊移動電動機(jī)座，使皮帶松緊度合適齒輪嚙合間隙不均勻或齒輪損壞調(diào)整嚙合間隙或更換新齒輪傳動軸承損壞或傳動軸彎曲修復(fù)或更換軸承，校直傳動軸4主軸沒有潤滑油循環(huán)或潤滑不足油泵轉(zhuǎn)向不正確，或間隙太大改變油泵轉(zhuǎn)向或修理油泵吸油管沒有插入油箱的油面下面將吸油管插入油面以下2/3油管和濾油器堵

28、塞清除堵塞物潤滑油壓力不足調(diào)整供油壓力5潤滑油泄漏潤滑油過量調(diào)整供油量密封件損壞更換密封件管件損壞更換管件6刀具不能夾緊蝶形彈簧位移量較小調(diào)整蝶形彈簧行程長度刀具松緊彈簧上的螺母松動順時針旋轉(zhuǎn)松夾刀具彈簧上的螺母使其最大工作載荷不得超過13kN7刀具夾緊后不能松開松刀彈簧壓合過緊逆時針旋轉(zhuǎn)松夾刀具彈簧上的螺母使其最大工作載荷不得超過13kN液壓缸壓力和行程不夠調(diào)整液壓壓力和活塞行程開關(guān)位置3.2.5主傳動系統(tǒng)維修實例例1. 主軸噪聲的故障維修故障現(xiàn)象：車床CK6140在1200轉(zhuǎn)時，主軸噪聲變大分析及處理過程：CK6140采用的是齒輪變速傳動。一般來講主軸產(chǎn)生噪聲的噪聲源主要有：齒輪在嚙合時的

29、沖擊和摩擦產(chǎn)生的噪聲；主軸潤滑油箱的油不到位產(chǎn)生的噪聲；主軸軸承的不良引起的噪聲。將主軸箱上蓋的固定螺釘松開，卸下上蓋，發(fā)現(xiàn)油箱的油在正常水平。檢查該擋位的齒輪及變速用的撥叉，看看齒輪有沒有毛刺及嚙合硬點，結(jié)果正常，撥叉上的銅塊沒有摩擦痕跡，且移動靈活。在排除以上故障后，卸下皮帶輪及卡盤，松開前后鎖緊螺母，卸下主軸，檢查主軸軸承，檢查中發(fā)現(xiàn)軸承的外環(huán)滾道表面上有一個細(xì)小的凹坑碰傷，更換軸承，重新安裝好后，用聲級計檢測，主軸噪聲降到73.5dB。例2主軸漏油故障現(xiàn)象：銑鉆床加工過程中出現(xiàn)漏油分析及處理過程：該銑鉆床為手動換擋變速，通過主軸箱蓋上方的注油孔加入冷卻潤滑油。在加工時只要速度達(dá)到400

30、rpm時，油就會順著主軸流下來。觀察油箱油標(biāo)，油標(biāo)顯示在油在上限位置。拆開主軸箱上蓋，發(fā)現(xiàn)冷卻油已注滿了主軸箱（還未超過主軸軸承端），游標(biāo)也被油浸沒?？梢钥隙ㄊ怯图拥倪^多，在達(dá)到一定速度時油彌漫所致。放掉多余的油后主軸運(yùn)轉(zhuǎn)時漏油問題解決。外部觀察油標(biāo)正常，是因為加油過急導(dǎo)致游標(biāo)的空氣來不及排出，油將游標(biāo)浸沒，從而給加油者假象，導(dǎo)致加油過多，從而漏油。例3. 主軸箱滲油故障現(xiàn)象：車床主軸箱部位有油滲出分析及處理過程：將主軸外部防護(hù)罩拆下，發(fā)現(xiàn)油是從主軸編碼器處滲出。該CJK6032車床的編碼器安裝在主軸箱內(nèi)，屬于第三軸，該編碼器的油密封采用O型密封圈的密封方式。拆下編碼器，將編碼器軸卸下，發(fā)現(xiàn)該

31、O型密封圈的橡膠已磨損，彈簧已露出來，屬于安裝O型密封圈不當(dāng)所致。更換密封圈后問題解決。例4. 加工件粗糙度不合格故障現(xiàn)象：車床車削工件粗糙度不合格分析及處理過程：該機(jī)床在車削外圓時，車削紋路不清晰，精車后粗糙度達(dá)不到。在排除工藝方面的因素后（如刀具、轉(zhuǎn)速、材質(zhì)、進(jìn)給量、吃刀量等），將主軸擋位掛到空擋，用手旋轉(zhuǎn)主軸，感覺主軸較松。打開主軸防護(hù)罩，松開主軸止退螺釘，收緊主軸鎖緊螺母用手旋轉(zhuǎn)主軸，感覺主軸合適后，鎖緊主軸止退螺釘，重新精車削，問題得到解決。例5加工中途?，F(xiàn)象：機(jī)床使用兩年后，加工過程中經(jīng)常自動停機(jī)，頻繁出現(xiàn)941#報警MEMORY PCB ERROR，關(guān)機(jī)后，重新啟機(jī)又可正常工作，

32、隔幾天后故障現(xiàn)象再次出現(xiàn)。檢查與分析：觀察系統(tǒng)主板上LED2，LED3紅燈報警，從維修資料可知LED3紅燈報警為存儲板接觸不良，941#報警為存儲板安裝不正確、脫落。停電將系統(tǒng)存儲板重新取下，檢查接口插件完好，再次插上緊固上電，試機(jī)再次出現(xiàn)報警?？紤]到941#報警信息與內(nèi)存數(shù)據(jù)有關(guān)，停電檢查系統(tǒng)、電氣控制柜以及面板操作站接地情況，發(fā)現(xiàn)接地螺栓銹蝕，電阻變大，重新接地開機(jī)，故障仍存在。由此排除了報警是由存儲器數(shù)據(jù)信息出錯引起的。由于曾因無顯示而檢修過顯示器，于是懷疑顯示器有問題。為此打開操作站后面板，有一股淡淡焦味，發(fā)現(xiàn)顯示器高壓帽處有高壓放電的痕跡，處理后試機(jī)，機(jī)床恢復(fù)正常。 原因：顯示器高壓

33、過高，對地放電，使存儲器受到外部強(qiáng)烈干擾，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)與接收數(shù)據(jù)誤差超過一定范圍時，CNC報警停機(jī)，認(rèn)為存儲器出錯。在處理有報警信息故障時，應(yīng)根據(jù)情況進(jìn)行綜合分析，不應(yīng)受報警信息提示的約束，而忽略對系統(tǒng)其他相關(guān)部分的檢查。3.3數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及維修數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)的任務(wù)是實現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（刀架、工作臺等）的運(yùn)動。大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)是由伺服電動機(jī)經(jīng)過聯(lián)軸器與滾珠絲杠直接相連，然后由滾珠絲杠螺母副驅(qū)動工作臺運(yùn)動，其機(jī)械結(jié)構(gòu)比較簡單。數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中的機(jī)械傳動裝置和器件具有高壽命、高剛度、無間隙、高靈敏度、和低摩擦阻力等特點。3.3.1滾珠絲杠副滾珠絲杠副是在絲桿和螺母之間以滾珠為滾

34、動體的螺旋傳動元件。它將電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動。1) 滾珠絲杠副的安裝數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)要獲得較高的傳動剛度，除了加強(qiáng)滾珠絲杠螺母本身的剛度之外，滾珠絲杠正確的安裝及其支承的結(jié)構(gòu)剛度也是不可忽視的因素。螺母座及支承座都應(yīng)具有足夠的剛度和精度。通常都適當(dāng)加大和機(jī)床結(jié)合部件的接觸面積，以提高螺母座的局部剛度和接觸剛度，新設(shè)計的機(jī)床在工藝條件允許時常常把螺母座或支承座與機(jī)床本體做成整體來增大剛度。滾珠絲杠副的安裝方式最常用的通常有以下幾種：雙推自由方式絲桿一端固定，另一端自由。固定端軸承同時承受軸向力和徑向力。這種支承方式用于行程小的短絲桿。雙推支承方式絲桿一端固定，另一端支承。固定端同時承

35、受軸向力和徑向力；支承端只承受徑向力，而且能作微量的軸向浮動，可以減少或避免因絲桿自重而出現(xiàn)的彎曲，同時絲桿熱變形可以自由地向一端伸長。雙推雙推方式絲桿兩端均固定。固定端軸承都可以同時承受軸向力，這種支承方式，可以對絲桿施加適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力，提高絲桿支承剛度，可以部分補(bǔ)償絲桿的熱變形。2)滾珠絲杠副的防護(hù)及潤滑滾珠絲杠副的防護(hù) 滾珠絲杠副和其他滾動摩擦的傳動器件一樣，應(yīng)避免硬質(zhì)灰塵或切屑污物進(jìn)入，因此必須裝有防護(hù)裝置。如果滾珠絲杠副在機(jī)床上外露，則應(yīng)采用封閉的防護(hù)罩，如采用螺旋彈簧鋼帶套管、伸縮套管以及折疊式套管等。安裝時將防護(hù)罩的一端連接在滾珠螺母的側(cè)面，另一端固定在滾珠絲杠的支承座上。如果滾珠

36、絲杠副處于隱蔽的位置，則可采用密封圈防護(hù)，密封圈裝在螺母的兩端。接觸式的彈性密封圈采用耐油橡膠或尼龍制成，其內(nèi)孔做成與絲桿螺紋滾道相配的形狀；接觸式密封圈的防塵效果好，但由于存在接觸壓力，使摩擦力矩略有增加。非接觸式密封圈又稱迷宮式密封圈，它采用硬質(zhì)塑料制成，其內(nèi)孔與絲桿螺紋滾道的形狀相反，并稍有間隙，這樣可避免摩擦力矩，但是防塵效果差。工作中應(yīng)避免碰擊防護(hù)裝置，防護(hù)裝置一有損壞應(yīng)及時更換。軸向間隙的調(diào)整 為了保證反向傳動精度和軸向剛度，必須消除軸向間隙。雙螺母滾珠絲杠副消除間隙的方法是，利用兩個螺母的相對軸向位移，使兩個滾珠螺母中的滾珠分別貼緊在螺旋滾道的兩個相反的側(cè)面上。此外還要消除絲桿安

37、裝部分和驅(qū)動部分的間隙。常用的雙螺母絲桿間隙的調(diào)整方法有：墊片調(diào)隙式、螺紋調(diào)隙式及齒差調(diào)隙式。滾珠絲杠副螺母副的潤滑 潤滑劑可提高耐磨性及傳動效率。潤滑脂可分為潤滑油和潤滑脂兩大類。潤滑油一般為全損耗系統(tǒng)用油；潤滑脂可采用鋰基潤滑脂。潤滑脂一般加在螺紋滾道和安裝螺母的殼體空間內(nèi)，而潤滑油則經(jīng)過殼體上的油孔注入螺母的空間內(nèi)。每半年對滾珠絲杠上的潤滑脂更換一次，清洗絲桿上的舊潤滑脂，涂上新的潤滑脂。用潤滑油潤滑的滾珠絲杠副，可在每次機(jī)床工作前加油一次。支承軸承的定期檢查 應(yīng)定期檢查絲桿支承與床身的連接是否有松動以及支承軸承是否損壞等。如有以上問題，要及時緊固松動部件并更換支承軸承。3)滾珠絲杠副的

38、常見故障及排除方法（見表1-2）1-2：滾珠絲杠副的常見故障及排除方法序號故障現(xiàn)象故障原因排除方法1滾珠絲杠螺母副噪聲絲桿支承軸承的壓蓋壓合情況不好調(diào)整軸承壓蓋，使其壓緊軸承端面絲桿支承軸承可能破損如軸承破損更換新軸承電動機(jī)與絲桿聯(lián)軸器松動擰緊聯(lián)軸器鎖緊螺釘絲桿潤滑不良改善潤滑條件，使?jié)櫥土砍渥銤L珠絲杠螺母副滾珠有破損更換新滾珠2滾珠絲杠運(yùn)動不靈活軸向預(yù)加載荷太大調(diào)整軸向間隙和預(yù)加載荷絲桿與導(dǎo)軌不平行調(diào)整絲桿支座的位置，使絲桿與導(dǎo)軌平行螺母軸線與導(dǎo)軌不平行調(diào)整螺母座的位置絲桿彎曲變形校直絲桿3滾珠絲杠螺母副傳動狀況不良滾珠絲杠螺母副潤滑狀況不良用潤滑脂潤滑的絲桿需要移動工作臺取下套罩，涂上潤

39、滑脂3.3.2滾珠絲杠副維修實例實例1. 跟蹤誤差過大報警故障現(xiàn)象：XK713加工過程中X軸出現(xiàn)跟蹤誤差過大報警分析及處理過程：該機(jī)床采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，伺服電動機(jī)與絲桿采用直聯(lián)的連接方式。在檢查系統(tǒng)控制參數(shù)無誤后，拆開電動機(jī)防護(hù)罩，在電動機(jī)伺服帶電的情況下，用手?jǐn)Q動絲桿，發(fā)現(xiàn)絲桿與電動機(jī)有相對位移，可以判斷是由于電動機(jī)與絲桿連接的脹緊套松動所致，緊定緊固螺釘后，故障消除。實例2. 機(jī)械抖動故障現(xiàn)象：車床在Z向移動時有明顯的機(jī)械抖動。分析及處理過程：該機(jī)床在Z向移動時，明顯感受到機(jī)械抖動，在檢查系統(tǒng)參數(shù)無誤后，將Z軸電動機(jī)卸下，單獨轉(zhuǎn)動電動機(jī)，電動機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)。用扳手轉(zhuǎn)動絲桿，振動手感明顯。拆下Z

40、軸絲桿防護(hù)罩，發(fā)現(xiàn)絲桿上有很多小鐵屑及臟物，初步判斷為絲桿故障引起的機(jī)械抖動。拆下滾珠絲杠副，打開絲桿螺母，發(fā)現(xiàn)螺母反向器內(nèi)也有很多小鐵屑及臟物，造成鋼球運(yùn)轉(zhuǎn)流動不暢，時有阻滯現(xiàn)象。用汽油認(rèn)真清洗，清除雜物，重新安裝，調(diào)整好間隙，故障排除。3.4.數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)及維修3.4.1導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)導(dǎo)軌副是機(jī)床的重要部件之一，它在很大程度上決定數(shù)控機(jī)床的剛度、精度和精度保持性。數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌必需具有較高的導(dǎo)向精度、高剛度、高耐磨性，機(jī)床在高速進(jìn)給時不振動、低速進(jìn)給不爬行等特性。目前數(shù)控機(jī)床使用的導(dǎo)軌主要有3種：貼塑滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌。1、 貼塑滑動導(dǎo)軌 貼塑滑動導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，它與普通滑動導(dǎo)軌沒

41、有多少區(qū)別。它是在兩個金屬滑動面之間粘貼了一層特制的復(fù)合工程塑料帶，這樣將導(dǎo)軌的金屬與金屬的摩擦副改變?yōu)榻饘倥c塑料的摩擦副，因而改變了數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的摩擦特性。目前，貼塑材料常采用聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶和環(huán)氧型耐磨導(dǎo)軌涂層兩類。聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶的特點摩擦性能好：金屬對聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶的動靜摩擦系數(shù)基本不變。耐磨特性好：聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶材料中含有青銅、二硫化銅和石墨，因此其本身 就具有潤滑作用，對潤滑的要求不高。此外，塑料質(zhì)地較軟，即使嵌入金屬碎屑、灰塵等，也不致?lián)p傷金屬導(dǎo)軌面和軟帶本身，可延長導(dǎo)軌副的使用壽命。減振性好：塑料的阻尼性能好，其減振效果、消聲的性能較好，有利于提高運(yùn)動速 度。工藝性

42、能好：可以降低對粘貼塑料的金屬基體的硬度和表面質(zhì)量要求，而且塑料易于加工，使得導(dǎo)軌副接觸面獲得優(yōu)良的表面質(zhì)量。環(huán)氧型耐磨導(dǎo)軌涂層 環(huán)氧型耐磨導(dǎo)軌涂層是以環(huán)氧樹脂和二硫化鉬為基體，加入增塑劑，混合成液狀或膏狀為一組份和固化劑為另一組分的雙組分塑料涂層。德國生產(chǎn)的SKIC3和我國生產(chǎn)的HNT環(huán)氧型耐磨涂層都具有以下特點：良好的加工性：可經(jīng)車、銑、刨、鉆、磨削和刮削。良好的摩擦性。耐磨性好。使用工藝簡單。2、 滾動導(dǎo)軌滾動導(dǎo)軌作為滾動摩擦副的一類，具有以下特點：摩擦系數(shù)小（0.0030.005），運(yùn)動靈活。動、靜摩擦系數(shù)基本相同，因而啟動阻力小，而且不易產(chǎn)生爬行。可以預(yù)緊，剛度高；壽命長，精度高，潤

43、滑方便。滾動導(dǎo)軌有多種形式，目前數(shù)控機(jī)床常用的滾動導(dǎo)軌為直線滾動導(dǎo)軌，如圖7-5所示。它主要由導(dǎo)軌體、滑塊、滾柱或滾珠、保持器、端蓋等組成。當(dāng)滑塊與導(dǎo)軌體相對移動時，滾動體在導(dǎo)軌體和滑塊之間的圓弧直槽內(nèi)滾動，并通過端蓋內(nèi)的滾道，從工作負(fù)荷區(qū)到非工作負(fù)荷區(qū)，然后再滾動回工作負(fù)荷區(qū)，不斷循環(huán)，從而把導(dǎo)軌體和滑塊之間的移動變成滾動體的滾動。為防止灰塵和臟物進(jìn)入導(dǎo)軌滾道，滑塊兩端及下部均裝有塑料密封墊，滑塊上還有潤滑油杯。3、 液體靜壓導(dǎo)軌液體靜壓導(dǎo)軌是將具有一定壓力的油液經(jīng)節(jié)流器輸送到導(dǎo)軌面的油腔，形成承載油膜，將相互接觸的金屬表面隔開，實現(xiàn)液體摩擦。這種導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)?。s0.0005），機(jī)械效率

44、高；由于導(dǎo)軌面間有一層油膜，吸振性好；導(dǎo)軌面不相互接觸，不會磨損，壽命長，而且在低速下運(yùn)行也不易產(chǎn)生爬行。但是靜壓導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本較高，一般用于大型或重型機(jī)床。3.4.2導(dǎo)軌副的維護(hù)1）間隙調(diào)整導(dǎo)軌副維護(hù)很重要的一項工作是保證導(dǎo)軌面之間具有合理的間隙。間隙過小，則摩擦阻力大，導(dǎo)軌磨損加劇；間隙過大，則運(yùn)動失去準(zhǔn)確性和平穩(wěn)性，失去導(dǎo)向精度。下面介紹幾種間隙的調(diào)整方法。 壓板調(diào)整間隙。矩形導(dǎo)軌上常用的幾種壓板裝置。壓板用螺釘固定在動導(dǎo)軌上，常用鉗工配合刮研及選用調(diào)整墊片、平鑲條等機(jī)構(gòu)，使導(dǎo)軌面與支承面之間的間隙均勻，達(dá)到規(guī)定的接觸點數(shù)。鑲條調(diào)整間隙。一種全長厚度相等、橫截面為平行四邊形（用于

45、燕尾形導(dǎo)軌）或矩形的平鑲條，通過側(cè)面的螺釘調(diào)節(jié)和螺母鎖緊，以其橫向位移調(diào)整間隙。由于收緊力不均勻，故在螺釘?shù)闹c有撓曲。一種全長厚度變化的斜鑲條及三種用于斜鑲條的調(diào)節(jié)螺釘，以其斜鑲條的縱向位移來調(diào)整間隙。斜鑲條在全長上支承，其斜度為1：40或1：100，由于鍥形的增壓作用會產(chǎn)生過大的橫向壓力，因此調(diào)整時應(yīng)細(xì)心。壓板鑲條調(diào)整間隙。T形壓板用螺釘固定在運(yùn)動部件上，運(yùn)動部件內(nèi)側(cè)和T形壓板之間放置斜鑲條，鑲條不是在縱向有斜度，而是在高度方面做成傾斜。調(diào)整時，借助壓板上幾個推拉螺釘，使鑲條上下移動，從而調(diào)整間隙。三角形導(dǎo)軌的上滑動面能自動補(bǔ)償，下滑動面的間隙調(diào)整和矩形導(dǎo)軌的下壓板調(diào)整底面間隙的方法相同

46、；圓形導(dǎo)軌的間隙不能調(diào)整。2）滾動導(dǎo)軌的預(yù)緊為了提高滾動導(dǎo)軌的剛度，對滾動導(dǎo)軌應(yīng)進(jìn)行預(yù)緊。預(yù)緊可提高接觸剛度和消除間隙；在立式滾動導(dǎo)軌上，預(yù)緊可防止?jié)L動體脫落和歪斜。常見的預(yù)緊方法有兩種。采用過盈配合。預(yù)加載荷大于外載荷，預(yù)緊力產(chǎn)生過盈量為23m，過大會使?fàn)恳υ黾?。若運(yùn)動部件較重，其重力可起預(yù)加載荷作用，若剛度滿足要求，可不施加預(yù)緊載荷。預(yù)緊載荷的大小，客戶在訂貨時提出要求，由導(dǎo)軌制造廠商解決。調(diào)整法。利于螺釘、斜塊或偏心輪調(diào)整來進(jìn)行預(yù)緊。3、導(dǎo)軌的潤滑導(dǎo)軌面上進(jìn)行潤滑后，可降低摩擦系數(shù)，減少磨損，并且可防止導(dǎo)軌面銹蝕。導(dǎo)軌常用的潤滑劑有潤滑油和潤滑脂，前者用于滑動導(dǎo)軌，而滾動導(dǎo)軌兩者都用。

47、潤滑方法。導(dǎo)軌最簡單的潤滑方式是人工定期加油或用油杯供油，這種方法簡單、成本低，但不可靠，一般用于調(diào)節(jié)輔助導(dǎo)軌及運(yùn)動速度低、工作不頻繁的滾動導(dǎo)軌。對運(yùn)動速度較高的導(dǎo)軌大都采用潤滑泵，以壓力強(qiáng)制潤滑。這樣不但可連續(xù)或間歇供油給導(dǎo)軌進(jìn)行潤滑，而且可利用油的流動沖洗和冷卻導(dǎo)軌表面。為實現(xiàn)強(qiáng)制潤滑，必須有專門的供油系統(tǒng)。對潤滑油的要求。在工作溫度變化時，潤滑油黏度變化要小，要有良好的潤滑性能和足夠的油膜剛度，油中雜質(zhì)盡量少且不侵蝕機(jī)件。常用的全損耗系統(tǒng)用油有L-AN10、L-AN15、L-AN32、L-AN42、L-AN67,精密機(jī)床導(dǎo)軌油L-TSA32、L-TSA46等。4、導(dǎo)軌的防護(hù)為了防止切屑、

48、磨粒或冷卻液散落在導(dǎo)軌面上而引起磨損、擦傷和銹蝕，導(dǎo)軌面上應(yīng)有可靠的防護(hù)裝置。常用的刮板式、卷簾式和疊層式防護(hù)罩，大多用于長導(dǎo)軌上。在機(jī)床使用過程中應(yīng)防止損壞防護(hù)罩，對疊層式防護(hù)罩應(yīng)經(jīng)常用刷子蘸機(jī)油清理移動接縫，以避免碰殼現(xiàn)象的產(chǎn)生。3.4.3導(dǎo)軌副的常見故障及排除方法影響機(jī)床正常運(yùn)行和加工質(zhì)量的主要環(huán)節(jié)是：導(dǎo)軌副間隙；滾動導(dǎo)軌副的預(yù)緊力；導(dǎo)軌的直線度和平行度以及導(dǎo)軌的潤滑、防護(hù)裝置。導(dǎo)軌副的常見故障及排除方法見表7-3。表1-3：導(dǎo)軌副的常見故障及排除方法序號故障現(xiàn)象故障原因排除方法1導(dǎo)軌研傷機(jī)床經(jīng)長時間使用，地基與床身水平度有變化，使得導(dǎo)軌局部單位面積負(fù)荷過大定期進(jìn)行床身導(dǎo)軌的水平調(diào)整，或

49、修復(fù)導(dǎo)軌精度長期加工短工件或承受過分集中的負(fù)荷，使得導(dǎo)軌局部磨損嚴(yán)重注意合理分布短工件的安裝位置，避免負(fù)荷過分集中導(dǎo)軌潤滑不良調(diào)整導(dǎo)軌潤滑油量，保證潤滑油壓力導(dǎo)軌材質(zhì)不佳采用電加熱自冷淬火對導(dǎo)軌進(jìn)行處理，導(dǎo)軌上增加鋅鋁銅合金板，以改善摩擦情況刮研質(zhì)量不符合要求提高刮研修復(fù)的質(zhì)量機(jī)床維護(hù)不良，導(dǎo)軌里面落入臟物加強(qiáng)機(jī)床保養(yǎng)，保護(hù)好機(jī)床防護(hù)裝置2導(dǎo)軌上移動部件運(yùn)動不良或不能移動導(dǎo)軌面研傷用170砂布修磨機(jī)床與導(dǎo)軌面上的研傷導(dǎo)軌壓板研傷卸下壓板，調(diào)整壓板與導(dǎo)軌間隙導(dǎo)軌鑲條與導(dǎo)軌間隙太小，調(diào)的太緊松開鑲條防松螺釘，調(diào)整鑲條螺栓，使得運(yùn)動部件運(yùn)動靈活，保證0.03mm的塞尺不得塞入，然后鎖緊防松螺釘3加工

50、面在接刀處不平導(dǎo)軌直線度超差調(diào)整或刮研導(dǎo)軌允差0.015/500工作臺鑲條松動或鑲條彎度太大調(diào)整鑲條間隙，鑲條彎度在自然狀態(tài)下小于0.05mm/全長機(jī)床水平度差，使得導(dǎo)軌發(fā)生彎曲調(diào)整機(jī)床安裝水平度，保證平行度、垂直度在0.02/10003.4.4導(dǎo)軌副維修實例實例1. 車床X軸反向間隙過大故障現(xiàn)象：車床加工圓弧過程中X軸出現(xiàn)加工誤差過大。分析及處理過程：在自動加工過程中，從直線到圓弧時接刀處出現(xiàn)明顯的加工痕跡。用千分表分別對車床的Z、X軸的反向間隙進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)Z軸為0.008mm，而X軸有0.08mm?？梢源_定該現(xiàn)象是由X軸間隙過大引起的。分別對電動機(jī)連接的同步帶、帶輪等檢查無誤后，將X軸分

51、別移動至正、負(fù)極限處，將千分表壓在X軸側(cè)面，用手左右推拉X軸中拖板，發(fā)現(xiàn)有0.06mm的移動值?？梢耘袛嗍?X軸導(dǎo)軌鑲條引起的間隙。松開鑲條止退螺釘，調(diào)整鑲條調(diào)整螺母，移動X軸，X軸移動靈活，間隙測試值還有0.01mm，鎖緊止退螺釘，在系統(tǒng)參數(shù)里將“反向間隙補(bǔ)償”值設(shè)為10，重新啟動系統(tǒng)運(yùn)行程序，上述故障現(xiàn)象消失。實例2. 跟蹤誤差過大報警故障現(xiàn)象：CJK6136運(yùn)動過程中Z軸出現(xiàn)跟蹤誤差過大報警。分析及處理過程：該機(jī)床采用半閉環(huán)控制系統(tǒng)，在Z軸移動時產(chǎn)生跟蹤誤差報警，在參數(shù)檢查無誤后，對電動機(jī)與絲杠的連接等部位進(jìn)行檢查，結(jié)果正常。將系統(tǒng)的顯示方式設(shè)為負(fù)載電流顯示，在空載時發(fā)現(xiàn)電流為額定電流的

52、40%左右，在快速移動是就出現(xiàn)跟蹤誤差過大報警。用手觸摸Z軸電動機(jī)，明顯感受到電動機(jī)發(fā)熱。檢查Z軸導(dǎo)軌上的壓板，發(fā)現(xiàn)壓板與導(dǎo)軌間隙不到0.01mm。可以判斷是由于壓板壓的太緊而導(dǎo)致摩擦力太大，使得Z軸移動受阻，導(dǎo)致電動機(jī)電流過大而發(fā)熱，快速移動時產(chǎn)生丟步而造成跟蹤誤差過大報警。松開壓板，使得壓板與導(dǎo)軌間的間隙在0.02mm0.04mm之間，鎖緊緊定螺母，重新運(yùn)行，機(jī)床故障排除。3.5.數(shù)控機(jī)床的換刀裝置與常見的故障及維修3.5.1自動換刀裝置的形式自動換刀裝置目前的主要形式有回轉(zhuǎn)刀架及刀庫。（1）回轉(zhuǎn)刀架換刀數(shù)控車床上用的最多的就是電動回轉(zhuǎn)刀架。主要有四工位轉(zhuǎn)位刀架、六工位轉(zhuǎn)位刀架及八工位轉(zhuǎn)位

53、刀架。其主要工作原理是選刀時刀架電動機(jī)正轉(zhuǎn)，刀架轉(zhuǎn)位，刀位信號到達(dá)后刀架電動機(jī)反轉(zhuǎn)，刀架定位壓緊。（2）刀庫刀庫是加工中心機(jī)床的關(guān)鍵部件之一，在加工中心機(jī)床中用來存儲和運(yùn)送刀具的裝置，其結(jié)構(gòu)主要有盤式和鏈?zhǔn)絻煞N。盤式刀庫存儲容量小（30把刀以下），鏈?zhǔn)降稁斓拇鎯α枯^大。3.5.2刀架及刀庫常見故障及維修刀架及刀庫常見故障及排除方法見表1-4。表1-4：刀架及刀庫的常見故障及排除方法序號故障現(xiàn)象故障原因排除方法1刀架在某個刀位不停磁鋼磁極裝反、磁鋼與霍爾元件高度位置不準(zhǔn)調(diào)整磁鋼磁極方向、調(diào)整磁鋼與霍爾元件的位置2刀庫中的刀套不能卡緊刀具刀套上的調(diào)整螺母松動順時針旋轉(zhuǎn)刀套兩邊的調(diào)整螺母壓緊彈簧，頂

54、緊卡緊銷3刀具交換時掉刀換刀時主軸箱沒有回到換刀點或換刀點漂移；機(jī)械手抓刀時沒有到位，就開始拔刀重新操作主軸箱運(yùn)動，使其回到換刀點位置，重新設(shè)定換刀點4刀庫不能轉(zhuǎn)動連接電動機(jī)軸與蝸桿軸的聯(lián)軸器松動緊固聯(lián)軸器上的螺釘5轉(zhuǎn)動不到位電動機(jī)轉(zhuǎn)動故障，傳動機(jī)構(gòu)誤差更換電動機(jī)，調(diào)整傳動機(jī)構(gòu)6機(jī)械手換刀速度過快或過慢氣壓太高或太低和換刀氣閥節(jié)流開口太大或太小調(diào)整氣壓大小和節(jié)流閥開口3.5.3刀架及刀庫維修實例實例1. 車床刀架轉(zhuǎn)不到位故障現(xiàn)象：車床換刀時3號刀位轉(zhuǎn)不到位。分析及處理過程：一般有兩種原因，第一種是電動機(jī)相位接反，但調(diào)整電動機(jī)相位線后故障不能排除。第二種是磁鋼與霍爾元件高度位置不準(zhǔn)。拆開刀架上蓋

55、，發(fā)現(xiàn)3號磁鋼與霍爾元件高度位置相差距離較大，用尖嘴鉗調(diào)整3號磁鋼與霍爾元件高度與其他刀號位基本一致，重新啟動系統(tǒng)，故障排除。實例2. 自動換刀時刀鏈運(yùn)轉(zhuǎn)不到位故障現(xiàn)象：加工中心自動換刀時刀鏈運(yùn)轉(zhuǎn)不到位，刀庫就停止運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)床報警。分析及處理過程：由故障報警知道刀庫伺服電動機(jī)過載，檢查電氣控制系統(tǒng)，沒有發(fā)現(xiàn)什么異常?？梢约僭O(shè)：刀庫鏈內(nèi)有異物卡??；刀庫鏈上的刀具太重；潤滑不良。經(jīng)過檢查排除了上述可能。卸下伺服電動機(jī)，發(fā)現(xiàn)伺服電動機(jī)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，更換電動機(jī)，故障排除。 總 結(jié)計算機(jī)的出現(xiàn)和應(yīng)用，為人類提供了實現(xiàn)機(jī)械加工工藝過程自動化的理想手段。隨著計算機(jī)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床也得到迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，

56、同時使人們對傳統(tǒng)的機(jī)床傳動及結(jié)構(gòu)的概念發(fā)生了根本的轉(zhuǎn)變。數(shù)控機(jī)床以其優(yōu)異的性能和精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目，并開創(chuàng)機(jī)械產(chǎn)品向機(jī)電一體化發(fā)展的先河 數(shù)控機(jī)床是以數(shù)字化的信息實現(xiàn)機(jī)床控制的機(jī)電一體化產(chǎn)品，它把刀具和工件之間的相對位置，機(jī)床電機(jī)的啟動和停止，主軸變速，工件松開和夾緊，刀具的選擇，冷卻泵的起停等各種操作和順序動作等信息用代碼化的數(shù)字記錄在控制介質(zhì)上，然后將數(shù)字信息送入數(shù)控裝置或計算機(jī)，經(jīng)過譯碼，運(yùn)算，發(fā)出各種指令控制機(jī)床伺服系統(tǒng)或其它的執(zhí)行元件，加工出所需的工件致 謝本論文在各位老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下已完成。在學(xué)習(xí)和生活期間，也始終感受著導(dǎo)師的精心指導(dǎo)和無私的關(guān)懷，我受益

57、匪淺。在此向各位老師表示深深的感謝和崇高的敬意。不積跬步何以至千里，本設(shè)計能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識，并在設(shè)計中得以體現(xiàn)。同時我在網(wǎng)上也搜集了不少資料，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成。在此向?qū)W院機(jī)電工程系的全體老師表示由衷的謝意。參考文獻(xiàn)1于春生.韓旻 .數(shù)控編程及應(yīng)用 北京:高等教育出版社,2001.72鄭修文,機(jī)械制造工藝學(xué) 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999.53喬世民,機(jī)械制造基礎(chǔ) 北京高等教育出版社,2003.84趙炳楨切削技術(shù)與刀具工業(yè)的新時代J工具技術(shù)，2004，（9） 5李博，紀(jì)東偉現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的診斷與維修技術(shù)J裝備制造技術(shù)，20

58、07，（5） 6閆梅我國數(shù)控技術(shù)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢J機(jī)床電器，2006，（6）付：外文翻譯 電火花加工 電火花加工法對加工超韌性的導(dǎo)電材料（如新的太空合金）特別有價值。這些金屬很難用常規(guī)方法加工，用常規(guī)的切削刀具不可能加工極其復(fù)雜的形狀，電火花加工使之變得相對簡單了。在金屬切削工業(yè)中，這種加工方法正不斷尋找新的應(yīng)用領(lǐng)域。塑料工業(yè)已廣泛使用這種方法，如在鋼制模具上加工幾乎是任何形狀的模腔。 電火花加工法是一種受控制的金屬切削技術(shù)，它使用電火花切除（侵蝕）工件上的多余金屬，工件在切削后的形狀與刀具（電極）相反。切削刀具用導(dǎo)電材料（通常是碳）制造。電極形狀與所需型腔想匹配。工件與電極都浸在不導(dǎo)電的

59、液體里，這種液體通常是輕潤滑油。它應(yīng)當(dāng)是點的不良導(dǎo)體或絕緣體。 用伺服機(jī)構(gòu)是電極和工件間的保持0.00050.001英寸（0.010.02mm）的間隙，以阻止他們相互接觸。頻率為20000Hz左右的低電壓大電流的直流電加到電極上，這些電脈沖引起火花，跳過電極與工件的見的不導(dǎo)電的液體間隙。在火花沖擊的局部區(qū)域，產(chǎn)生了大量的熱量，金屬融化了，從工件表面噴出融化金屬的小粒子。不斷循環(huán)著的不導(dǎo)電的液體，將侵蝕下來的金屬粒子帶走，同時也有助于驅(qū)散火花產(chǎn)生的熱量。 在最近幾年，電火花加工的主要進(jìn)步是降低了它加工后的表面粗糙度。用低的金屬切除率時，表面粗糙度可達(dá)24vin.(0.050.10vin)。用高的

60、金屬切除率如高達(dá)15in3/h(245.8cm3/h)時，表面粗糙度為1000vin.(25vm)。 需要的表面粗糙度的類型，決定了能使用的安培數(shù),電容,頻率和電壓值?？焖偾谐饘伲ù智邢鳎r，用大電流,低頻率,高電容和最小的間隙電壓。緩慢切除金屬（精切削）和需獲得高的表面光潔度時，用小電流,高頻率,低電容和最高的間隙電壓。 與常規(guī)機(jī)加工方法相比，電火花加工有許多優(yōu)點。 1 . 不論硬度高低，只要是導(dǎo)電材料都能對其進(jìn)行切削。對用常規(guī)方法極難切削的硬質(zhì)合金和超韌性的太空合金，電火化加工特別有價值。 2 . 工件可在淬火狀態(tài)下加工，因克服了由淬火引起的變形問題。 3 . 很容易將斷在工件中的絲錐和

61、鉆頭除。 4 . 由于刀具（電極）從未與工件接觸過，故工件中不會產(chǎn)生應(yīng)力。 5 . 加工出的零件無毛刺。 6 . 薄而脆的工件很容易加工，且無毛刺。 7 . 對許多類型的工件，一般不需第二次精加工。 8 .隨著金屬的切除，伺服機(jī)構(gòu)使電極自動向工件進(jìn)給。 9 .一個人可同時操作幾臺電火花加工機(jī)床。 10.能相對容易地從實心坯料上，加工出常規(guī)方法不可能加工出來的極復(fù)雜的形狀。 11.能用較低價格加工出較好的模具。12.可用沖頭作電極，在陰模板上復(fù)制其形狀，并留有必須的間隙。Electrical discharge machiningElectrical discharge machining has proved especially valuable in the machining of super-tough, electrically conductive materials such as the new space-age alloys. These metals would have been difficult to machine by conventional methods, but EDM has made it relatively simple