武漢科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)1

1、武漢科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 鄂州職業(yè)大學(xué)教學(xué)站（點(diǎn)）2010屆環(huán)境藝術(shù)設(shè)計專業(yè) 題 目： 現(xiàn)代醫(yī)院建筑設(shè)計及其景觀設(shè)計學(xué) 號： 0學(xué) 生: 張俊指導(dǎo)教師: 侯宏暢評閱教師: 侯宏暢 2013年6月摘要數(shù)控機(jī)床具有智能化高，加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。它綜合了計算機(jī)技術(shù)、自動化技術(shù)等各個領(lǐng)域的多項技術(shù)成果。它是一個龐大的系統(tǒng)，涉及機(jī)、電、液、氣、電子、光等各項技術(shù)，在運(yùn)行使用中不可避免地要產(chǎn)生各種故障，關(guān)鍵的問題是如何迅速診斷，確定故障部位，并及時排除解決，保證正常使用，提高生產(chǎn)效率。 當(dāng)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障時，首先要搞清故障現(xiàn)象，向操作人

2、員了解第一次出現(xiàn)故障時的情況，在可能的情況下觀察故障發(fā)生的過程，觀察故障是在什么情況下發(fā)生的？怎么發(fā)生的？引起怎樣的后果？只有了解到第一手材料，才有利于故障的排除，將故障過程搞清了，問題就解決了一半。搞清了故障現(xiàn)象，然后根據(jù)機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)的工作原理就可以很快的確診問題的所在并將故障排除，是數(shù)控機(jī)床恢復(fù)正常使用。 關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床 故障診斷 檢測 排除 現(xiàn)象 目 錄緒論 . 4一、 數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)知識. 41.1機(jī)床的產(chǎn)生和特點(diǎn) . .41.2數(shù)控機(jī)床的基本概念 .61.3數(shù)控機(jī)床的分類 .7二、數(shù)控機(jī)床的維護(hù)維修 .92.1 數(shù)控機(jī)床維護(hù)維修的目的 .92.2 數(shù)控機(jī)床維護(hù)維修內(nèi)容 .9三、

3、機(jī)床主軸部件 .103.1主軸傳動的三種配置 .103.2 主軸軸承配置的主要形式 .103.3 主軸內(nèi)刀具的自動夾緊和切削的清除裝置 .113.4 主軸準(zhǔn)停裝置 .123.5 加工中心的主軸部件 .12四、主軸部件的維護(hù)與保養(yǎng) .154.1 主軸部件的潤滑、冷卻與密封 .154.2 主軸電機(jī)常見故障及維護(hù)維修 .18 4.3 主軸箱常見故障及維護(hù)維修 .19總結(jié) .21致謝 .22參考文獻(xiàn).23緒言隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床以其高效、高精度以及加工靈活可變的特點(diǎn)，在各行各業(yè)取得了越來越廣泛的應(yīng)用，在許多場合，他已成為企業(yè)保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率和管理水平的關(guān)鍵設(shè)備之一。 數(shù)控機(jī)床的主

4、軸功率愈來愈大，大多數(shù)都在幾十千瓦以上特別是隨著生產(chǎn)率的提高，要進(jìn)行切切削和高速切削，主軸的功率和調(diào)速范圍也要大。數(shù)控機(jī)床為了高效、高精度的加工，對主軸的運(yùn)行狀態(tài)，如平穩(wěn)、無噪聲、無振動等的要求，也非常嚴(yán)格。因此，主軸驅(qū)動系統(tǒng)對主軸的控制精度要求也高。 隨著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，加工中心機(jī)床愈來愈多。因此，就要求能進(jìn)行自由換刀，有時是在機(jī)床機(jī)械手的幫助下進(jìn)行換刀。在柔性加工中，有機(jī)器人幫助換刀。因此要求機(jī)床主軸有準(zhǔn)確停車的功能。一、機(jī)床的產(chǎn)生與特點(diǎn) 1.1機(jī)床的產(chǎn)生和特點(diǎn) 從 1952年美國研制出第一臺數(shù)控機(jī)床以來，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，數(shù)控設(shè)備已遍布全世界，不僅工業(yè)發(fā)達(dá)國家已廣泛采用，就是發(fā)展中國家也

5、大量采用。為什么會這樣那？主要是二次世界大戰(zhàn)之后，生產(chǎn)發(fā)生了一個重要變化，那就是多品種，而不是大批量生產(chǎn)，中小批生產(chǎn)占了上風(fēng)。另一個重要的變化就是一個產(chǎn)品的銷售壽命變短，多則五年，少則一年。在一個因素由于計算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn)的發(fā)展，給數(shù)控設(shè)備提供了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。這樣，大量的出現(xiàn)無人工廠。當(dāng)然無人也不是一個人也沒有，不過是在一個很大的車間里，有數(shù)百臺設(shè)備，僅有六七個工人的工廠是非常多的。 為了適應(yīng)多品種換型快中小批量生產(chǎn)的需求，未來的加工設(shè)備一定是數(shù)控技術(shù)的天下。還有一個十分重要的因素，就是隨著工業(yè)向前發(fā)展，愈來愈多的零件要求加工精度高，加工形狀復(fù)雜。有所謂“納米級加工”用手工加工幾乎是不可能

6、的。因此隨著生產(chǎn)的發(fā)展數(shù)控技術(shù)要廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域。 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)如下1.1.1用數(shù)控機(jī)床加工可以獲得更高的精度和穩(wěn)定的質(zhì)量，不會把人的情緒融合到零件上去。尤其是可以用軟件來進(jìn)行精度校正，這樣，生產(chǎn)出的產(chǎn)品有比生產(chǎn)它的機(jī)床的精度還要高的加工精度與重復(fù)加工精度。 1.1.2 生產(chǎn)的效率非常快，是普通機(jī)床的23倍，在某種條件下甚至可提高十幾 倍到幾十倍（例如實現(xiàn)自動換刀、自動裝夾） 1.1.3 大減少工人的體力勞動強(qiáng)度，但是腦力勞動卻增強(qiáng)了。工人要想掌握好這種設(shè)備要付出勞動。要操作好，充分發(fā)揮出它的功能，更要付出艱辛的勞動。 1.1.4 極其方便，只要更換程序，就可以實現(xiàn)。因此大大縮短了換型的周

7、期，甚至一個晚上就可以實現(xiàn)換型。1.1.5 控加工中心可以實現(xiàn)各種動作，可銑、鉆、鏜等，只要更換一下刀具即可實現(xiàn)。這樣，節(jié)省了工序之間運(yùn)輸及重新裝夾等輔助空間及時間。 1.1.6 實現(xiàn)無人化系統(tǒng)，即多種FMS(Flexible Manufacturing System)柔性加工系統(tǒng)再加上微機(jī)管理就可以實現(xiàn)無人化工廠。進(jìn)一步實現(xiàn)了現(xiàn)代化管理。12 數(shù)控機(jī)床的基本概念 1.21 數(shù)控機(jī)床（Computer Control,簡稱CNC）就是在計算工過程進(jìn)行控制的一種方法，稱之為數(shù)控。數(shù)控技術(shù)中引入計算機(jī)，又稱之為CNC數(shù)字控制，頭一個C就是Computer。碼、處理，驅(qū)動機(jī)床廠生各種運(yùn)動。并且反饋外

8、界信息的變化，最后加工出合格的產(chǎn)品來。機(jī)的幫助下，用數(shù)字技術(shù)控制的機(jī)床。 1.2.2 控簡稱NC（Numerical Control）。使用數(shù)字信號對機(jī)床的運(yùn)動機(jī)加工過程 進(jìn)行控制的一種方法，稱之為數(shù)控。數(shù)控技術(shù)中引入計算機(jī)，又稱之為CNC數(shù) 字控制，頭一個C就是Computer。 1.2.3 數(shù)控系統(tǒng)是一種控制系統(tǒng)，它自動閱讀輸入載體上給定的數(shù)字，進(jìn)行譯一個數(shù)控系統(tǒng)包括：數(shù)控裝置、可變程序控制器、主軸驅(qū)動、進(jìn)給伺服驅(qū)動等部分。 1.2.4數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的中心環(huán)節(jié)，由輸入裝置（按鍵盤、紙帶閱讀機(jī)、軟盤驅(qū)動器、磁帶機(jī)）、控制器（即是一臺專用計算機(jī)，所以是專用的就是它里面有著一整套專為處理數(shù)控

9、加工管理的軟件）、運(yùn)算器和輸出裝置四大部分組成。 由于數(shù)控裝置是采用計算機(jī)來完成管理與運(yùn)算功能，是數(shù)控裝置可靠性大大提高，價格也大幅度下降。 整個數(shù)控裝置要完成的工作有：開始初始化、數(shù)控程序的輸入、數(shù)控程序的編譯、起動機(jī)床、進(jìn)行刀具軌跡的計算、插補(bǔ)的計算等項工作，然后將計算成果送給每個坐標(biāo)軸。 1.2.5.數(shù)控機(jī)床控制器PC（Programmable Controller）。PC是專管開關(guān)量的處理的器件，并且負(fù)責(zé)傳遞來自于機(jī)床或NC的信息。 1.2.6 伺服系統(tǒng)就是位置控制系統(tǒng)，能準(zhǔn)確控制機(jī)床的位置。因為只有這樣，才能準(zhǔn)確的控制的零件的尺寸。伺服系統(tǒng)近年來發(fā)展很快，從開環(huán)到半閉環(huán)，到閉環(huán);從交

10、流道直流。由于伺服系統(tǒng)的發(fā)展，反過來又帶動整個數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。1.3數(shù)控機(jī)床的分類 1.3.1 按工藝用分類途 數(shù)控機(jī)床可分為數(shù)控鉆床、車床、銑床、鏜床、磨床、和齒輪加工機(jī)床等，還有壓床、床、彎管機(jī)、電火花切割機(jī)、火焰切割機(jī)、凸焊機(jī)也都采用數(shù)字控制。 加工中心是帶有刀庫及自動換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，它可以在一臺機(jī)床上實現(xiàn)多種加工。工件一次裝夾，完成多種加工，既節(jié)省輔助工時，又提高加工精度。加工中心特別適用于箱體、殼體的加工。車削加工中心可以完成所有回轉(zhuǎn)體零件的加工。1.3. 2 按運(yùn)動方式分類 (1) 點(diǎn)位控制PTP（Point to Point） 點(diǎn)位控制就是保證單點(diǎn)在空間的位置，而不保證點(diǎn)到點(diǎn)

11、的路徑精度的控制。這種控制方法用于數(shù)控沖床、數(shù)控鉆床、數(shù)控電焊設(shè)備中；還可以用在數(shù)控坐標(biāo)鏜銑床上。 (2) 點(diǎn)位直線控制 點(diǎn)位直線控制就是既要求點(diǎn)的位置精度，與要求走直線的精度。在數(shù)控鏜銑床上使用這種控制方法，可在一次裝夾箱式零件中對其平面和臺階完成銑削，然后再進(jìn)行鉆孔、鏜孔加工。這樣可以大大提高生產(chǎn)率。 (3) 輪廓控制系統(tǒng) CP(Control Path) 輪廓控制是對兩個或兩個以上的坐標(biāo)軸進(jìn)行控制。它不僅能保證個點(diǎn)的位置，而且要控制加工過程中各點(diǎn)的位移速度，也就是刀具移動的軌跡。要保證尺寸的精度，還要保證形狀的精度。在運(yùn)動過程中，同時要向兩個坐標(biāo)軸分配脈沖，是它們能走出所要求的形狀來，這

12、就叫插補(bǔ)運(yùn)算。它是一種軟仿形，而不是靠模仿形。所以大大縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備時間，更重要的是這種軟仿形的精度要比硬仿形要高很多倍。 1.2.3 按控制方式分類 (1) 開環(huán)控制 開環(huán)控制就是無位置反饋的一種控制方法，它采用的控對象、執(zhí)行機(jī)構(gòu)多半是步進(jìn)式電動機(jī)或液壓轉(zhuǎn)矩放大器（即電液脈沖馬達(dá)）這種控制方法在六十年代應(yīng)用很廣泛，但隨著機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，它逐漸不能適應(yīng)要求 (2) 半閉環(huán)控制系統(tǒng) 半閉環(huán)控制系統(tǒng)是在絲杠上裝有角度測量裝置（光電編碼器、感應(yīng)同步器或旋轉(zhuǎn)變壓器）作為間接的位置反饋。因為零件的尺寸，精度應(yīng)由刀架的運(yùn)動來測量，但半閉環(huán)控制系統(tǒng)不是直接測量刀架的實際位移，而是測量刀架的實際位移，而是測

13、量帶動刀架的絲杠轉(zhuǎn)動了多大角度，然后，根據(jù)進(jìn)行螺距計算，計算出它的位置。這種方法，顯然是有局限性的，必須要求絲杠加工的精確，確保在絲杠上的螺母只有很小的間隙。當(dāng)然還可以通過軟件進(jìn)行補(bǔ)償，但是，對這些器件的精度與傳動間隙的要求也是必要的。 (3) 閉環(huán)控制系統(tǒng) 閉環(huán)控制系統(tǒng)就是對機(jī)床的移動部件的位置直接用直線位置檢測裝置進(jìn)行檢測，再把實際測量出的位置反饋到數(shù)控裝置中去，與輸入指令比較是否有差值，然后用這個差值去控制，使運(yùn)動部件按實際需要值去運(yùn)動，從而實現(xiàn)準(zhǔn)確定位。這種方法，其精度要取決于測量裝置的精度，而與傳動鏈的精度無關(guān)，因此這種控制要比半閉環(huán)精度高。 雖然如此，閉環(huán)控制系統(tǒng)對機(jī)床的要求，以及

14、對機(jī)床的傳動鏈仍要求的非常高，因為傳動系統(tǒng)剛度不足、傳動系統(tǒng)有間隙或機(jī)床導(dǎo)軌摩擦力大引起運(yùn)動付爬行，這些不僅使調(diào)試?yán)щy，還會使系統(tǒng)出現(xiàn)震蕩現(xiàn)象。 二、數(shù)控機(jī)床的維護(hù)維修 2.1 數(shù)控機(jī)床維護(hù)維修的目的1. 提高平均無故障時間 2. 減少平均維修時間2.2 數(shù)控機(jī)床維護(hù)維修內(nèi)容1 使機(jī)床保持良好的潤滑狀態(tài)2. 定期檢查液壓、氣壓系統(tǒng) 3. 對直流電動機(jī)定期進(jìn)行電刷和換向器檢查、清洗和更換4. 實施對各坐標(biāo)軸進(jìn)行超程限位試驗 5. 定期檢查電器部件 6. 數(shù)控機(jī)床長期不用時的維護(hù) 7. 定期更換存儲器電池 8. 備用印制電路板的維護(hù) 9. 經(jīng)常監(jiān)視CNC裝置所用的電網(wǎng)電壓 10. 定期進(jìn)行機(jī)床水平

15、和機(jī)械精度檢查并校正 三、 機(jī)床主軸部件主軸電動機(jī)多半是交流調(diào)速電動機(jī)，也就是異步電動機(jī)，也有老的一些機(jī)床是采用直流調(diào)速電動機(jī)。主要要求調(diào)速范圍廣，現(xiàn)已達(dá)到1：（1001000）范圍內(nèi)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和1:10恒功率調(diào)速。并要求四象限運(yùn)行。 3.1主軸傳動的三種配置 1. 帶變速齒輪的主傳動。這是大中型機(jī)床采用較多的配置方式?；讫X輪多采用液壓拔叉或直接由液壓缸帶動齒輪來實現(xiàn)。 2. 通過帶傳動的主軸傳動。主要用在小型機(jī)床中，可以避免齒輪傳動引起的震動與噪聲。它只能用在低扭矩情況下。3. 由調(diào)速電機(jī)直接驅(qū)動的主軸傳動。這種傳動非常好；簡化了結(jié)構(gòu)，提高了主軸的剛度，但輸出扭矩比較小。 3.2 主軸軸承

16、配置的主要形式 1前支撐采用雙列短圓柱滾子軸承和60度角接觸雙列向心推力球軸承組合，后支撐成對向心推力球軸承；此配置可提高主軸的綜合剛度，可滿足強(qiáng)力切削的要求。 2前軸承采用高精度雙向推力球軸承；向心推力軸承有良好的高速性，但它的承載能力小。適于高速，輕載，精密的數(shù)控機(jī)床主軸。 3. 雙列和單列圓錐滾子軸承；這種軸承徑向和軸向剛度高，能承受重載荷，尤其是可承受較強(qiáng)的動載荷。安裝，調(diào)整性能好，但限制主軸轉(zhuǎn)速和精度，所以用于中等精度，低速，重載的數(shù)控機(jī)床的主軸。3.3 主軸內(nèi)刀具的自動夾緊和切削的清除裝置 刀架采用7：24的大錐度錐柄，在錐柄的尾部軸頸被拉緊的同時，通過錐面的自動定心和摩擦作用夾緊

17、與主軸的端部。在蝶形彈簧的作用下，拉桿始終保持10000N的拉力并通過拉桿左端的鋼球?qū)⒌稐U的尾部軸頸拉緊。換刀前必須先將刀柄松開，把壓力油通入主軸尾部液壓缸右腔才，活塞推動拉桿向左移動，使蝶形彈簧壓緊，拉桿的左移，使左端鋼球位于套筒的喇叭口處，解除了刀桿上的拉力。當(dāng)拉桿繼續(xù)左移，噴氣頭的端部把刀具頂松，機(jī)械手便取出刀桿，當(dāng)機(jī)械手把新刀具裝入后，壓力油缸油通入左腔，活塞退回原位。蝶形彈簧又拉緊刀桿。當(dāng)活塞處于左右兩個極限位置時，相應(yīng)的限位開關(guān)發(fā)出松開與夾緊的信號。 自動清除主動承中的切削和灰塵換刀操作的重要問題，因為有切削會劃傷主軸孔及刀柄表面，甚至刀桿偏斜，定位不準(zhǔn)，零件加工不對。所以在換刀時

18、，用壓縮空氣吹一下。活塞的心部有壓縮空氣通道，活塞左移時，壓縮空氣通過噴嘴，均勻的噴向四方，來清理錐孔。3.4 主軸準(zhǔn)停裝置 在換刀時，刀柄上的鍵槽要對準(zhǔn)主軸的端面建。這就是準(zhǔn)確定位功能。 由于主軸在固定的圓周位置上換刀，使得刀柄與主軸相對位置的一致性，同時也減少了被加工孔的尺寸的分散度。 主軸準(zhǔn)停是當(dāng)主軸要停車換刀時，發(fā)出降速信號，主軸箱自動改變傳動路線，使主軸裝換到最低速運(yùn)轉(zhuǎn)。經(jīng)數(shù)秒延時后，接通無觸點(diǎn)開關(guān)，當(dāng)凸輪塊上的感應(yīng)片對準(zhǔn)無觸點(diǎn)開關(guān)，發(fā)出準(zhǔn)停信號，立即切斷主電機(jī)電源，脫開與主軸相連的傳動鏈系，以排除傳動系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)零件的慣性空轉(zhuǎn)，在經(jīng)過短暫延時，接通壓力油，使活塞帶著定位滾子向上運(yùn)動，

19、并壓緊凸輪塊的外表面。當(dāng)凸輪的V形缺口對準(zhǔn)滾子時，滾子進(jìn)槽，使主軸準(zhǔn)確停止，同時限位開關(guān)發(fā)出已準(zhǔn)停信號。如果在規(guī)定時間內(nèi)沒發(fā)出已完成準(zhǔn)停信號，這時要重新發(fā)出定位信號，并重復(fù)上述動作。然后活塞退回到釋放位置，行程開關(guān)發(fā)出相應(yīng)信號。3.5 加工中心的主軸部件 加工中心的主軸部件由主軸箱、主軸、主軸電機(jī)、軸承、刀具拉緊裝置，主軸定向停止裝置等組成。 主軸驅(qū)動系統(tǒng)： 1. 加工中心的主軸電機(jī)一般用交流伺服電動機(jī)，它在交流伺服系統(tǒng)控制下可使主軸的轉(zhuǎn)速在1020000 r/mm范圍內(nèi)無級變速，可以滿足各種不同的加工要求。例如：鉆小孔時刀具的直徑很小，要求主軸轉(zhuǎn)速很高，才能達(dá)到一定的切削速度；而鏜大孔時，要

20、求主軸轉(zhuǎn)速很低，否則切削速度太高。加工不同材料時，要求的切削速度也不同。 2. 加工中心的主軸驅(qū)動結(jié)構(gòu)形式常用的有兩種：直聯(lián)式和內(nèi)藏式。 加工中心的主軸能夠無級變速，因此可以根據(jù)加工要求選擇一個最佳的切削速度。另外，加工中心的交流伺服系統(tǒng)可使主軸的輸出功率與實際所用功率同步，比普通機(jī)床節(jié)省能源。 3. 加工中心要進(jìn)行自動換刀，因此其主軸部件有兩個特殊裝置： (1) 刀具拉緊裝置： 加工中心是自動更換刀具，當(dāng)機(jī)械手將刀具裝入主軸后，刀具拉緊裝置將 刀具夾緊，防止刀具松動或脫離主軸。拉緊裝置的動作原理如下： 油缸是單腔進(jìn)油，左腔進(jìn)油時，活塞桿8的右端頂上拉桿3的左端，推動拉桿右行，使碟形彈簧4壓緊

21、，拉桿前端機(jī)構(gòu)使鋼球2向圓周外方向移動，這時刀具即可從主軸中抽出。 刀具取走后，主軸后端有壓縮氣從接頭7通入內(nèi)孔，經(jīng)活塞和拉桿3的內(nèi)孔吹向主軸錐孔1，使錐孔定位面無雜質(zhì)，保證定位準(zhǔn)確。10 然后裝入新刀，刀具裝到位時有信號使油缸左腔的壓力油卸荷，則活塞桿8上的彈簧使活塞桿左移，而主軸內(nèi)的碟形彈簧4使拉桿3左行，則拉桿前端的機(jī)構(gòu)使鋼球2出來（分布直徑縮?。?，壓住刀具柄部的拉桿螺釘12。拉緊結(jié)構(gòu)設(shè)計成靠彈簧產(chǎn)生拉緊力進(jìn)行夾緊，這樣可防止突發(fā)故障時（如停電）刀具掉落，保護(hù)刀具不被損壞。另外在夾緊時，活塞桿與拉桿端面有4mm間隙，防止主軸旋轉(zhuǎn)時兩端面磨擦。 (2) 主軸定向停止裝置： 加工中心的刀具與

22、主軸之間是靠端面鍵來傳遞扭矩。因此在換刀時，刀具上的鍵槽必須與主軸上的端面鍵對準(zhǔn)，要求主軸停止旋轉(zhuǎn)時的位置定在換刀位置上，使刀具插入主軸時刀具的鍵槽正好扣在主軸的端面鍵上。刀具的鍵槽位置是由換刀裝置（機(jī)械手）上端面鍵定位的。 主軸定向停止裝置有機(jī)械式和電氣方式兩種： 機(jī)械方式 采用光電盤進(jìn)行粗定位，然后有一個定位銷插入主軸上的定位孔，將主軸旋轉(zhuǎn)后的停止位置精確地定在所需位置上。 電氣方式 這種方式比較常用。它的動作原理是：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出主軸停止指令時，電機(jī)使主軸減速。在主軸3后端裝有一個發(fā)磁體4（磁鐵塊或電磁鐵），磁傳感器5能感應(yīng)到磁塊的位置。當(dāng)磁塊對準(zhǔn)磁傳感器時，傳感器就發(fā)出信號，經(jīng)放大器6放大

23、后，由定向電路7使主軸電機(jī)11立刻停止，主軸停在此位置上。這種裝置的準(zhǔn)停位置精度在±1°內(nèi)，能夠滿足加工中心的換刀要求如圖所示：為主軸準(zhǔn)停裝置框圖 1位置控制回路 2刀具 3主軸 4發(fā)磁鐵 5磁傳感器 6放大 12 器 7定向電路 8前電時序電路 9主軸定向指令 10主軸伺服單元 11主軸電動機(jī) 12帶四、主軸部件的維護(hù)與保養(yǎng)4.1 主軸部件的潤滑、冷卻與密封 主軸部件是數(shù)控機(jī)床機(jī)械部分中的重要組成部件，主要由主軸、軸承、主軸準(zhǔn)停裝置、自動夾緊和切屑清除裝置組成。數(shù)控機(jī)床主軸部件的潤滑、冷卻與密封是機(jī)床使用和維護(hù)過程中值得重視的幾個問題。 首先，良好的潤滑效果，可以降低軸承

24、的工作溫度和延長使用壽命；為此，在操作使用中要注意到：低速時，采用油脂、油液循環(huán)潤滑；高速時采用油霧、油氣潤滑方式。但是，在采用油脂潤滑時，主軸軸承的封入量通常為軸承空間容積的10，切忌隨意填滿，因為油脂過多，會加劇主軸發(fā)熱。對于油液循環(huán)潤滑，在操作使用中要做到每天檢查主軸潤滑恒溫油箱，看油量是否充足，如果油量不夠，則應(yīng)及時添加潤滑油；同時要注意檢查潤滑油溫度范圍是否合適。 為了保證主軸有良好的潤滑，減少摩擦發(fā)熱，同時又能把主軸組件的熱量帶走，通常采用循環(huán)式潤滑系統(tǒng)，用液壓泵強(qiáng)力供油潤滑，使用油溫控制器控制油箱油液溫度。高檔數(shù)控機(jī)床主軸軸承采用了高級油脂封存方式潤滑，每加一次油脂可以使用710

25、年。新型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。 常見主軸潤滑方式有兩種，油氣潤滑方式近似于油霧潤滑方式，但油霧潤滑方式是連續(xù)供給油霧，而油氣潤滑則是定時定量地把油霧送進(jìn)軸承空隙中，這樣既實現(xiàn)了油霧潤滑，又避免了油霧太多而污染周圍空氣。噴注潤滑方式是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。這里較大流量噴注的油必須靠排油泵強(qiáng)制排油，而不是自然回流。同時，還要采用專用的大容量高精度恒溫油箱，油溫變動控制在±0.5。 第二，主軸部件的冷卻主要是以減少軸承發(fā)熱，有效控制熱源為主。 第三，主軸部件的密封則不僅要

26、防止灰塵、屑末和切削液進(jìn)入主軸部件，還要防止?jié)櫥偷男孤?。主軸部件的密封有接觸式和非接觸式密封。對于采用油氈圈和耐油橡膠密封圈的接觸式密封，要注意檢查其老化和破損；對于非接觸式密封，為了防止泄漏，重要的是保證回油能夠盡快排掉，要保證回油孔的通暢。主軸前支承的密封結(jié)構(gòu) 綜上所述，在數(shù)控機(jī)床的使用和維護(hù)過程中必須高度重視主軸部件的潤滑、冷卻與密封問題，并且仔細(xì)做好這方面的工作。 4.2 主軸電機(jī)常見故障及維護(hù)維修 數(shù)控機(jī)床大多采用變頻調(diào)速電動機(jī)。變頻調(diào)速電動機(jī)具有較硬的 機(jī)械特性，穩(wěn)定性良好；無轉(zhuǎn)差損耗，效率高；接線簡單、控制方便、價格低；能高效率的平滑調(diào)速，而且轉(zhuǎn)速高、功率大，速度變換迅速、可靠

27、；能無級變速等特點(diǎn)。 變頻調(diào)速電動機(jī)一般常見的機(jī)械故障表現(xiàn)為電機(jī)發(fā)熱、振動、噪聲等。 1. 電機(jī)發(fā)熱： 首先排除電器故障引起的電機(jī)發(fā)熱，機(jī)械故障一般是電機(jī)軸承損壞、軸承間隙大導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時與定子摩擦或者軸承缺潤滑脂引起的，散熱排風(fēng)扇不工作或者損壞等。維修方法：一般更換電機(jī)軸承或者軸承加適量潤滑脂，檢查排風(fēng)扇是否良好，清除排風(fēng)扇上的污物。 2. 電機(jī)振動： 維修方法：更換電機(jī)軸承或者軸承加潤滑脂，緊固電機(jī)與機(jī)床床身連接螺栓，檢查皮帶輪動平衡，皮帶輪內(nèi)孔尺寸與電機(jī)主軸的配合間隙是否超差。 3. 電機(jī)噪聲： 電機(jī)產(chǎn)生噪聲的機(jī)械故障原因主要是由于電機(jī)軸承損壞或軸承缺少潤滑脂引起的。 維修方法：

28、更換電機(jī)軸承，軸承重新更換潤滑脂，最好采用耐高溫的潤滑脂，并且潤滑脂涂抹要適量。 4.3 主軸箱常見故障及維護(hù)維修 主軸箱部件是機(jī)床的重要部件之一。主軸部件和支承件均采用了剛度和抗振性較好的新型結(jié)構(gòu)。主軸的加工精度、抗振性能以及熱變形等對活塞的加工質(zhì)量有直接的影響。因為采用了變頻調(diào)速電動機(jī)，數(shù)控機(jī)床的主軸箱結(jié)構(gòu)比較簡單。主要是前后軸承支撐主軸，由電動機(jī)靠皮帶傳送動力直接帶動旋轉(zhuǎn)，主軸前端一般采用雙列圓柱滾子軸承和角接觸球軸承組合，后支承采用雙列圓柱滾子軸承。前后軸承利用鎖緊螺母與軸承間隙調(diào)整墊消除調(diào)整軸向和徑向間隙。這種結(jié)構(gòu)能夠具有強(qiáng)有力的切削性能，并且加工精度也能滿足活塞加工的要求，是目前我

29、公司制造的大多數(shù)控機(jī)床采用的結(jié)構(gòu)形式。 主軸的主要故障表現(xiàn)為主軸發(fā)熱、噪音、加工尺寸不穩(wěn)定等。 （1）主軸發(fā)熱、噪音： 主軸發(fā)熱的原因主要是軸承損壞或者軸承缺潤滑脂，軸承的預(yù)緊 力過緊引起的。 維修方法：主軸發(fā)熱是要先找到發(fā)熱源，判斷是哪一端軸承發(fā)熱 引起的，然后用手轉(zhuǎn)動主軸，判斷主軸轉(zhuǎn)動時松緊是否均勻，有沒有沉點(diǎn)。如果是軸承 引起的主軸發(fā)熱，就要更換或清洗主軸軸承、軸承加適量潤滑脂。在清洗軸承的時候一般采用煤油或者汽油清洗，先粗洗后精洗，然后均勻涂抹耐高溫潤滑脂后再重新裝配。如果軸承預(yù)緊力過大引起的發(fā)熱，先分別檢查測量前后軸承與軸承間隙調(diào)整墊之間的間隙，要求在無鎖緊螺母的外力下，軸承與軸承間隙調(diào)整墊之間的間隙在0.08 mm-0.10mm之間，然后重新鎖緊螺母，消除軸承間隙即可。 （2）加工尺寸不穩(wěn)定： 主軸軸承損壞或者軸承間隙過大或過小都會引起加工產(chǎn)品的尺寸 不穩(wěn)定。 維修方法：檢查更換主軸軸承。軸承磨損嚴(yán)重會直接影響加工工 件的尺寸精度和工