數(shù)控車床操作基礎(chǔ)與應(yīng)用數(shù)控車床維護(hù)與精度檢測

1、第11章數(shù)控車床維護(hù)與精度(jn d)檢測 共十九頁知識點(diǎn)：數(shù)控車床的具體機(jī)械結(jié)構(gòu) 數(shù)控車床精度檢驗(yàn)方法及使用工具 數(shù)控車床日常維護(hù)的方法及周期 數(shù)控車床各個(gè)部分的常見故障及處理方法 本章導(dǎo)讀： 本章首先對數(shù)控車床的基本機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡要介紹，通過引入不同(b tn)型號的數(shù)控車床中不同(b tn)機(jī)械結(jié)構(gòu)的形式說明數(shù)控車床中機(jī)械結(jié)構(gòu)的重要性、用途和基本的結(jié)構(gòu)。精度作為考量數(shù)控車床性能的重要指標(biāo)，本章詳細(xì)介紹了主要部件靜態(tài)幾何精度和動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)精度檢驗(yàn)的工具盒方法。本章的重點(diǎn)是通過不同(b tn)廠家生產(chǎn)的不同(b tn)型號的數(shù)控車床，詳盡說明了數(shù)控車床各個(gè)系統(tǒng)中各個(gè)主要部件的故障處理、日常維護(hù)和

2、操作人員的操作規(guī)范。 共十九頁11.1數(shù)控車床的機(jī)械(jxi)結(jié)構(gòu) 機(jī)械系統(tǒng)是數(shù)控車床乃至所有機(jī)床的最基本的系統(tǒng)，機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)過程和精度很大程度上決定(judng)了生產(chǎn)零件的合格與否。機(jī)械系統(tǒng)中的部件也遍布在數(shù)控車床的其他系統(tǒng)中，如液壓卡盤中既有液壓部件也有機(jī)械部件。因此，數(shù)控車床的機(jī)械系統(tǒng)也是其他系統(tǒng)的基礎(chǔ)，而數(shù)控車床的機(jī)械系統(tǒng)中的各部件機(jī)械結(jié)構(gòu)自然也是非常重要的。下面就來一一介紹數(shù)控車床各個(gè)部件的機(jī)械結(jié)構(gòu)。 11.1.1主傳動(dòng)系統(tǒng)和主軸部件的機(jī)械結(jié)構(gòu) 主傳動(dòng)系統(tǒng)及主軸部件承擔(dān)了數(shù)控車床最主要的動(dòng)力傳遞工作，這即是說數(shù)控車床加工中動(dòng)力是否穩(wěn)定充足在很大程度上取決于主傳動(dòng)系統(tǒng)和主軸部件。事

3、實(shí)上，它的轉(zhuǎn)速范圍、動(dòng)力特性和傳遞功率大小都決定了數(shù)控車床加工中的最高切削加工能力。當(dāng)前主傳動(dòng)系統(tǒng)一般采用由數(shù)控系統(tǒng)的PLC調(diào)控，控制變頻器，變頻器控制主傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有級或無級變頻。如下圖所示為CKS6132型數(shù)控車床的主傳動(dòng)路線圖。 共十九頁共十九頁數(shù)控車床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)只要是X軸和Z軸伺服系統(tǒng)的組成部分，其移動(dòng)精度、靈敏度和穩(wěn)定性都與零件加工精度直接相關(guān)。對于設(shè)計(jì)(shj)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)，主要從結(jié)構(gòu)上和材料上提高傳動(dòng)精度和剛度，減小阻力提高穩(wěn)定性和壽命，同時(shí)為了降低工作臺的爬行現(xiàn)象要有適度的阻尼。如圖A和圖B所示為CKT6150數(shù)控車床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖。 11.1.2進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng) （a）

4、 共十九頁（）11.1.3尾座 數(shù)控車床的尾座也是數(shù)控車床的一個(gè)重要(zhngyo)部件，其幾何精度是檢驗(yàn)數(shù)控車床的一個(gè)主要指標(biāo)之一。在加工軸類零件時(shí)，使用尾座的頂尖頂緊工件，可以保證加工的穩(wěn)定性。尾座的運(yùn)動(dòng)又分為尾座體的移動(dòng)和尾座套筒的移動(dòng)兩類。如下圖所示為美國1210U數(shù)控車床尾座的機(jī)械結(jié)構(gòu)。 共十九頁11.1.4刀架 數(shù)控車床的自動(dòng)換刀裝置承擔(dān)了定位和緊固刀具的作用，常見的形式有回轉(zhuǎn)刀架換刀、更換主軸(zhzhu)頭換刀、更換主軸(zhzhu)箱換刀和帶刀庫的自動(dòng)換刀系統(tǒng)等。其中又以轉(zhuǎn)塔刀架中的回轉(zhuǎn)刀架這種形式最為常見。如下圖所示為SLD150數(shù)控刀架的結(jié)構(gòu)示意圖。 共十九頁11.1.5

5、潤滑(rnhu)和排屑系統(tǒng) 數(shù)控車床的潤滑系統(tǒng)主要包括傳動(dòng)齒輪、滾珠絲杠、機(jī)床(jchung)導(dǎo)軌和主軸箱等各個(gè)機(jī)械部件的潤滑，保障車場部件的壽命和長期工作的穩(wěn)定性。潤滑系統(tǒng)根據(jù)服務(wù)部件的不同，設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)不同，因此，在此不做詳細(xì)介紹。排屑系統(tǒng)主要是為了數(shù)控車床加工過程不受加工屑影響、減少不必要的加工熱產(chǎn)生以及便于排屑的收集、減少工作量。目前有平板鏈?zhǔn)脚判佳b置、刮板式排屑裝置、螺旋式排屑裝置等。如下圖所示是現(xiàn)在數(shù)控車床和數(shù)控車削中心中最常見的刮板式排屑裝置。 共十九頁共十九頁11.2.1精度檢驗(yàn)(jinyn)的目的 11.2數(shù)控車床精度(jn d)檢驗(yàn) 精度檢驗(yàn)是數(shù)控車床中常見、定期且重要的一項(xiàng)

6、工作，是一個(gè)技術(shù)活操作人員應(yīng)該掌握的基本技能。 “精度診斷”（accuracy diagnostic），是隨著數(shù)控車床的發(fā)展而發(fā)展的。其開始于20世紀(jì)80年代初，一般指機(jī)床靜態(tài)幾何精度和動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)精度，特別是機(jī)加工狀態(tài)時(shí)車床運(yùn)動(dòng)精度的診斷。這是因?yàn)榱慵圃炀纫笤絹碓礁?，?shù)控車床使用的時(shí)間和頻率都大大增加，且一般加工精度最終由工件和刀具的相對運(yùn)動(dòng)和相對位置所決定。因此車床加工前的精度檢測和長時(shí)間加工的精度可靠性就顯得尤為重要。機(jī)床在空載荷狀態(tài)下的精度稱為靜態(tài)精度，在切削力和工件重力作用下的精度稱為動(dòng)態(tài)精度。動(dòng)態(tài)精度比靜態(tài)精度更加復(fù)雜，其是靜態(tài)精度和車床主要零部件受外力所產(chǎn)生的彈性變形以及熱變形

7、等的綜合反映。當(dāng)前的中小型企業(yè)和高校大部分不具備檢測動(dòng)態(tài)精度的條件，因此，只能由機(jī)床的靜態(tài)精度來近似分析其加工時(shí)的精度。 共十九頁11.2.2精度檢驗(yàn)(jinyn)的方法 一般來說，數(shù)控車床的精度按車床的工作狀態(tài)不同可分為(fn wi)靜態(tài)精度和動(dòng)態(tài)精度。靜態(tài)精度又分為(fn wi)幾何精度和定位精度，動(dòng)態(tài)精度又分為(fn wi)跟隨精度和工作精度。每種精度都有不同的儀器進(jìn)行不同的檢測。簡單來說，精度檢驗(yàn)可以分為(fn wi)車床加工前的安裝和調(diào)試、大批量生產(chǎn)時(shí)的統(tǒng)計(jì)過程控制（SPC）以及小批量生產(chǎn)時(shí)的零件加工后檢測。當(dāng)然，其中效果最好的是安裝于調(diào)試。而精度檢驗(yàn)方法又分為直接法、樣件法、間接法

8、等方法。其由不同的企業(yè)、不同的設(shè)備、不同的生產(chǎn)批量來決定。然而，不管用哪幾種方法，精度檢驗(yàn)的項(xiàng)目是一致的。這是由國家機(jī)械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一規(guī)范的。如數(shù)控立式車床精度檢驗(yàn)的國標(biāo)為JB/T 9934.1-1999，臥式數(shù)控車床精度檢驗(yàn)的國標(biāo)為JB/T 8324.1-1996和GB/T16462.1-2007。如CJK6032-1型數(shù)控車床，按照標(biāo)準(zhǔn)精度檢驗(yàn)方法分類如下。1.靜態(tài)幾何精度的檢驗(yàn) 2.工作精度的檢驗(yàn) 11.2.3精度檢驗(yàn)的工具 精度檢驗(yàn)是評價(jià)車床可達(dá)到精度的重要依據(jù)，故檢驗(yàn)用的工具也較為重要。其按不同的精度分A、B、C為三類。A類是基準(zhǔn)工具，由計(jì)量部門使用，B類測量工具，在調(diào)試中使用，C類

9、是也是測量工具，但是是在制造中使用。故檢測機(jī)床精度應(yīng)該使用B類工具。檢驗(yàn)工具一般有帶錐度的檢驗(yàn)棒、頂尖間用檢驗(yàn)棒、精密水平儀、平尺、百分表、千分表等。 共十九頁11.3數(shù)控車床的日常(rchng)維護(hù)和保養(yǎng) 數(shù)控車床不同于普通車床，普通車床是手動(dòng)直接操作，而數(shù)控車床是復(fù)雜的機(jī)電一體化產(chǎn)品，其包含了機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、電氣、液壓、等多個(gè)領(lǐng)域。越精密的設(shè)備(shbi)，對工作環(huán)境和穩(wěn)定性的要求也越高，尤其是數(shù)控車床在實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常用來制造成批的關(guān)鍵軸類產(chǎn)品，其不允許長時(shí)間或頻繁地出現(xiàn)故障，要有足夠的尺寸穩(wěn)定性和耐用度。因此不僅要求操作人員要嚴(yán)格按照規(guī)范來操作數(shù)控車床，日常的維護(hù)和保養(yǎng)也顯得尤為重要

10、。數(shù)控車床在加工過程中較長發(fā)生機(jī)械、電氣、數(shù)控、液壓系統(tǒng)方面的故障，故在日常的維護(hù)和保養(yǎng)中也要求對這些關(guān)鍵部分特別關(guān)注。 機(jī)械系統(tǒng)作為數(shù)控車床的主體部分，與精度和耐用度直接相關(guān)，很多的零件的問題都是由于機(jī)械系統(tǒng)的故障造成。所以機(jī)械系統(tǒng)的維護(hù)在數(shù)控車床的日常維護(hù)中非常重要。 1.潤滑 2.緊固連接情況 3.運(yùn)動(dòng)與安全部件 4.傳動(dòng)部件 11.3.1機(jī)械系統(tǒng)的維護(hù) 共十九頁11.3.2電氣系統(tǒng)的維護(hù)(wih) 電氣系統(tǒng)是數(shù)控車床的一大特色，也是和數(shù)控系統(tǒng)一樣比較重要的部分。其保養(yǎng)相對比較簡單，也容易進(jìn)行，但是必須按時(shí)保質(zhì)保養(yǎng)好電氣系統(tǒng)，尤其是電氣控制箱內(nèi)的一些重要元器件，接頭等。這是因?yàn)檫@些元器件

11、價(jià)格昂貴，功能多樣，如果其中(qzhng)有一種受到損壞，將直接影響到數(shù)控車床的工作，甚至使數(shù)控車床無法啟動(dòng)。 11.3.3潤滑與冷卻系統(tǒng) 潤滑系統(tǒng)不同于單獨(dú)的潤滑脂和潤滑膏，這里是由機(jī)械和液壓系統(tǒng)所輸送的潤滑油，用于潤滑數(shù)控車床中各個(gè)部件。冷卻系統(tǒng)則主要是指數(shù)控車床在加工時(shí)的冷卻液傳送系統(tǒng)。潤滑和冷卻不直接影響加工精度，卻極大的影響著部件、刀具的磨損情況和使用壽命。尤其是潤滑系統(tǒng)，很多時(shí)候數(shù)控車床開機(jī)后回零前即報(bào)錯(cuò)而不能正常手動(dòng)操作，正是由于潤滑油不夠造成的。 液壓系統(tǒng)作為提供工作和部分部件壓力，以及承擔(dān)部分連接壓力任務(wù)的系統(tǒng)，在數(shù)控車床和其他數(shù)控設(shè)備中都有很重要的作用。如真空吸附刀具的系統(tǒng)

12、、工作臺液壓傳動(dòng)等也都屬于液壓大系統(tǒng)的范疇。液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行直接關(guān)系到數(shù)控車床多個(gè)部件穩(wěn)定有效的運(yùn)行。故應(yīng)對其進(jìn)行日常維護(hù)和保養(yǎng)。 11.3.4液壓系統(tǒng) 共十九頁11.3.5數(shù)控系統(tǒng) 11.4數(shù)控車床的常見故障及報(bào)警(bo jng)解除 由于目前數(shù)控車床有很多傳感器，因此在數(shù)控系統(tǒng)上可以集成很多功能，其中也包括對于機(jī)床各部分的基本診斷功能。這即是說在某些情況下，可以做到不打開床身即可以對機(jī)床內(nèi)部，尤其是傳動(dòng)部件實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。而且對各種異常也按編號和內(nèi)容顯示在了CRT畫面上，讓用戶一目了然了解當(dāng)前數(shù)控車床的工作情況。但與此同時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)本身極大程度(chngd)上依賴計(jì)算機(jī)和PLC，這些設(shè)備對于環(huán)

13、境等的要求相對其他的系統(tǒng)而言更加苛刻。因此對其的日常維護(hù)必不可少。影響計(jì)算機(jī)的最大因素就是高溫和灰塵。所以對數(shù)控系統(tǒng)的維護(hù)主要是不定期清掃換氣扇和濾清器，保證其沒有塵埃堵塞導(dǎo)致溫度升高或灰塵進(jìn)入計(jì)算機(jī)引起未知問題。每天工作后應(yīng)該在空載狀態(tài)下測試數(shù)控系統(tǒng)的各個(gè)功能有無問題。如果長時(shí)間不開機(jī)，則在開機(jī)前要檢查數(shù)控系統(tǒng)各部件是否有受潮等情況。保證數(shù)控系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。 數(shù)控機(jī)床是高度機(jī)電一體化的技術(shù)設(shè)備，雖然在日常有主動(dòng)的維護(hù)和保養(yǎng)，但由于目前中國機(jī)械行業(yè)的快速發(fā)展，大多數(shù)企業(yè)和單位都采取“停人不停床”的方法以應(yīng)付日益增長的訂單需求，故數(shù)控車床在長時(shí)間、高強(qiáng)度的工作下難免會(huì)出現(xiàn)一些故障。作為一名在現(xiàn)

14、代企業(yè)中合格的數(shù)控操作人員，不僅要能快速有效率地操作數(shù)控車床，也要能對數(shù)控車床在日常工作中出現(xiàn)的一些基本故障快速排除。 共十九頁11.4.1機(jī)械系統(tǒng)的故障(gzhng) 機(jī)械系統(tǒng)是數(shù)控車床上工作強(qiáng)度最大的系統(tǒng)，尤其在24小時(shí)不間斷工作的時(shí)候，即使有合理的保養(yǎng)和維護(hù)措施，也有隨時(shí)出現(xiàn)故障的可能，而工作密度和強(qiáng)度越大的部分，出現(xiàn)故障的幾率(j l)就越大。如連接螺釘和安裝螺釘因?yàn)槠洳粎⑴c到直接的工作，則一般不會(huì)出現(xiàn)故障。 11.4.2電氣系統(tǒng)的故障 電氣系統(tǒng)是數(shù)控車床與普通車床的最大區(qū)別之一。由于電氣部分相對有很多電路、焊點(diǎn)、連接線，這些都容易受到周圍環(huán)境的影響而產(chǎn)生多種故障。而且電氣系統(tǒng)在每個(gè)部

15、分都與其他系統(tǒng)共同起作用，因此車床中每個(gè)部分故障都有可能與電氣系統(tǒng)相關(guān)。然而對其的故障處理顯得尤為困難和重要。對于電氣系統(tǒng)的故障，如果有時(shí)間和精力，最好對廠房內(nèi)每一種類的數(shù)控車床建立一個(gè)電氣系統(tǒng)故障集，用于記錄和整理常見的電氣系統(tǒng)故障，這樣可以節(jié)約很多處理重復(fù)故障的時(shí)間。 11.4.3潤滑、冷卻與排屑系統(tǒng)的故障 潤滑、冷卻與排屑系統(tǒng)的故障主要集中在管路的堵塞和泄露上，不需要單獨(dú)舉例說明。但是這三個(gè)系統(tǒng)在數(shù)控車床中的作用還是不能忽視的。排屑裝置如下圖所示。 共十九頁11.4.4液壓系統(tǒng)(xtng)的故障 液壓系統(tǒng)也作用于數(shù)控車床的各個(gè)部分，其故障也是多種多樣的，而其產(chǎn)生原因可能是單一的，但是多數(shù)

16、時(shí)候是多個(gè)因素(yn s)綜合作用的結(jié)果。所以對于液壓系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，應(yīng)該根據(jù)具體情況，進(jìn)行逐一地排查，同時(shí)根據(jù)理論進(jìn)行分析。 共十九頁11.4.5數(shù)控系統(tǒng)故障(gzhng) 數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控車床與普通車床的最大區(qū)別所在。由于數(shù)控系統(tǒng)依賴計(jì)算機(jī)和PLC以及數(shù)控軟件，而這些部分相對而言都是容易受外界環(huán)境等諸多條件所影響，極易發(fā)生各種各樣的故障?？梢哉f，數(shù)控系統(tǒng)的故障是數(shù)控車床故障中最多的部分。但是數(shù)控系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、有效運(yùn)行直接關(guān)系到能不能加工零件，甚至車床能不能啟動(dòng)，所以對于數(shù)控系統(tǒng)方面的故障一定(ydng)要盡快排除。 11.4.6人為故障 人為故障在數(shù)控車床的加工中時(shí)有發(fā)生，畢竟操作人員會(huì)

17、因?yàn)槎喾N原因出現(xiàn)失誤，這屬于正?，F(xiàn)象。但是正因?yàn)槭侨藶榘l(fā)生，所以一般操作人員不會(huì)注意到這些失誤，從而導(dǎo)致故障的發(fā)生，而且檢查起來也很容易因人為因素沒有檢查到真正的故障點(diǎn)。所以更要注意。 共十九頁11.5本章(bn zhn)小結(jié)本章從數(shù)控車床的機(jī)械結(jié)構(gòu)出發(fā)，詳細(xì)介紹了數(shù)控車床的機(jī)械結(jié)構(gòu)、精度檢測及檢測工具等內(nèi)容，重點(diǎn)介紹了數(shù)控車床的日常維護(hù)與保養(yǎng)和數(shù)控車床在長期使用過程中可能遇到的各類故障及解決方法。數(shù)控車床的維護(hù)與維修是技術(shù)人員在長期操作數(shù)控車床中最常見的問題，也是考驗(yàn)技術(shù)人員是否有經(jīng)驗(yàn)的重要方面。尤其是在維修過程中，更要學(xué)會(huì)邏輯的思考和解決問題，由淺入深、層層深入，找到和解決數(shù)控車床的問題，這樣才能保證零件(ln jin)加工正常、有效率的長期進(jìn)行。 共十九頁內(nèi)容摘要第11章。本章的重點(diǎn)是通過不同廠家生產(chǎn)的不同型號的數(shù)控車床，