數(shù)控機(jī)床裝配調(diào)試與故障診斷

數(shù)控機(jī)床裝配調(diào)試與故障診斷第一頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三模塊一數(shù)控機(jī)床本體模塊二工作臺(tái)模塊三換刀裝置與刀庫(kù)數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷高職高專ppt課件第二頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三模塊一數(shù)控機(jī)床本體項(xiàng)目一認(rèn)識(shí)數(shù)控機(jī)床本體結(jié)構(gòu)項(xiàng)目二機(jī)床本體的裝配與調(diào)整項(xiàng)目三床身關(guān)鍵尺寸檢驗(yàn)數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷高職高專ppt課件第三頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三一、數(shù)控機(jī)床對(duì)結(jié)構(gòu)的要求1、數(shù)控機(jī)床自身特點(diǎn)（1）高自動(dòng)化程度（2）高速大功率和高精度（3）多工序和多功能集成（4）高的可靠性和精度保持性數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷高職高專ppt課件第四頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三（1）數(shù)控機(jī)床應(yīng)具備更高的靜動(dòng)剛度（2）數(shù)控機(jī)床應(yīng)有更小的熱變形（3）數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)件之間的摩擦要小，傳動(dòng)系統(tǒng)的間隙要消除（4）數(shù)控機(jī)床應(yīng)有更好的宜人性2、數(shù)控機(jī)床對(duì)結(jié)構(gòu)的要求數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷高職高專ppt課件第五頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、數(shù)控機(jī)床的布局特點(diǎn)1、數(shù)控車床的布局結(jié)構(gòu)特點(diǎn)數(shù)控車床的床身結(jié)構(gòu)和導(dǎo)軌主要有平床身、斜床身以及立式床身三種等。數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷高職高專ppt課件第六頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三傾斜床身數(shù)控車床數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷高職高專ppt課件第七頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三2、加工中心的布局結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）臥式加工中心

臥式加工中心通常采用移動(dòng)式立柱，工作臺(tái)不升降，T形床身。臥式加工中心的立柱普遍采用雙立柱框架結(jié)構(gòu)形式，主軸箱在兩立柱之間，沿導(dǎo)軌上下移動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)剛性大，熱對(duì)稱性好，穩(wěn)定性高。小型臥式加工中心多數(shù)采用固定立柱式結(jié)構(gòu)，其床身不大，且都是整體結(jié)構(gòu)。臥式加工中心各個(gè)坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)可由工作臺(tái)移動(dòng)或由主軸移動(dòng)來(lái)完成，也就是說(shuō)某一方向的運(yùn)動(dòng)可以由刀具固定，工件移動(dòng)來(lái)完成，或者是由工件固定，刀具移動(dòng)來(lái)完成。

數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷高職高專ppt課件第八頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷高職高專ppt課件第九頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷高職高專ppt課件第十頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三（2）立式加工中心

立式加工中心與臥式加工中心相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，價(jià)格也便宜。中小型立式加工中心一般都采用固定立柱式，因?yàn)橹鬏S箱吊在立柱一側(cè)，通常采用方形截面框架結(jié)構(gòu)、米字形或井字形筋板，以增強(qiáng)抗扭剛度，而且立柱是中空的，以放置主軸箱的平衡重。立式加工中心通常也有三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)，由溜板和工作臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)平面上X、Y兩個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)。

第十一頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三龍門(mén)式數(shù)控銑床第十二頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三第十三頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三第十四頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三第十五頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三

現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)廣泛采用無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)，用交流調(diào)速電機(jī)或直流調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，它們能方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，且傳動(dòng)鏈短，傳動(dòng)件少，提高了變速的可靠性，其制造精度則要求很高。三、數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)1、主傳動(dòng)變速第十六頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三第十七頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三

●減少運(yùn)動(dòng)件的磨擦阻力：絲杠和導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的滾動(dòng)化是減少摩擦的重要措施之一；

●提高傳動(dòng)精度和剛度；（油的壓縮剛度很低，必須限制油缸的最大行程）

●減少運(yùn)動(dòng)慣量；

●穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)：低速下不產(chǎn)生爬行，適應(yīng)外加載荷的變化而不發(fā)生共振。

●使用維修方便。2、數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的要求：第十八頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三常用工量具的使用一、塞尺的使用、維護(hù)和保養(yǎng)塞尺的規(guī)格

A型B型塞尺片長(zhǎng)度/mm塞尺片數(shù)塞尺的厚度及組裝順序75A1375B1375130.02;0.02;0.03;0.03;0.04;-0.1075A1475B1475141.00;0.05;0.06;0.07;0.0875A1775B1775170.50;0.02;0.03;0.04;0.05;第十九頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三水平儀氣泡水平儀

檢驗(yàn)機(jī)器安裝面或平板是否水平，及測(cè)知傾斜方向與角度大小的測(cè)量?jī)x器，其外形系用高級(jí)鋼料制造架座，經(jīng)精密加工后，其架座底座必須平整，座面中央裝有縱長(zhǎng)圓曲形狀的玻璃管，也有在左端附加橫向小型水平玻璃管，管內(nèi)充滿醚或酒精，并留有一小氣泡，它在管中永遠(yuǎn)位于最高點(diǎn)。玻璃筒上在氣泡兩端均有刻度分劃。通常，工廠安裝機(jī)器時(shí)，常用氣泡水平儀的靈敏度為0.01mm/m、0.02mm/m、0.04mm/m、0.05mm/m、0.1mm/m、0.3mm/m和0.4mm/m等規(guī)格，即是將水平儀置于1m長(zhǎng)的直規(guī)或平板之上，當(dāng)其中一端點(diǎn)有靈敏度指示大小的差異時(shí)，如靈敏度為0.01mm/m，即是表示直規(guī)或平板的兩端點(diǎn)有0.01mm的高低差異(相當(dāng)于兩端點(diǎn)相差2秒)，當(dāng)1m長(zhǎng)的有hmm高度差時(shí)，氣泡會(huì)一個(gè)刻度的差異。

第二十頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三氣泡水平儀(Spritlevels)激光水平儀精密水平儀框式水平儀第二十一頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三電子水平儀(Electroniclevels)

紅外激光水平儀

用來(lái)測(cè)量高精度的工具機(jī)，如NC車床、銑床、切削加工機(jī)、三次元量床等床面，其靈敏度非常高，若以測(cè)量時(shí)可左右偏移25刻度計(jì)算，測(cè)量工件只在一定的傾斜范圍內(nèi)均可測(cè)量。電子水平儀的主要原理有電感式和電容式等兩種。根據(jù)測(cè)量方向不同還可分為一維和二維電子水平儀.電感式原理：當(dāng)水平儀的基座因待測(cè)工件傾斜而傾斜時(shí)，其內(nèi)部擺錘因移動(dòng)所造成感應(yīng)線圈的電壓變化。電容式水平儀其測(cè)量原理為一圓形擺錘自由懸掛在細(xì)在線，擺錘受地心重力所影響，且懸浮于無(wú)摩擦狀況。擺錘的兩邊均設(shè)有電極且間隙相同時(shí)電容量是相等，若水平儀受待測(cè)工件所影響而造成，兩間隙不同距離改變即產(chǎn)生電容不同，形成角度的差異。第二十二頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三激光干涉儀

以激光波長(zhǎng)為已知長(zhǎng)度利用邁克耳遜干涉系統(tǒng)測(cè)量位移的通用長(zhǎng)度測(cè)量.工具激光干涉儀有單頻的和雙頻的兩種。

激光具有高強(qiáng)度、高度方向性、空間同調(diào)性、窄帶寬和高度單色性等優(yōu)點(diǎn)。目前常用來(lái)測(cè)量長(zhǎng)度的干涉儀，主要是以邁克爾遜干涉儀為主，并以穩(wěn)頻氦氖激光為光源，構(gòu)成一個(gè)具有干涉作用的測(cè)量系統(tǒng)。激光干涉儀可配合各種折射鏡、反射鏡等來(lái)作線性位置、速度、角度、真平度、真直度、平行度和垂直度等測(cè)量工作，并可作為精密工具機(jī)或測(cè)量?jī)x器的校正工作。

第二十三頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三

從激光器發(fā)出的光束，經(jīng)擴(kuò)束準(zhǔn)直后由分光鏡分為兩路，并分別從固定反射鏡和可動(dòng)反射鏡反射回來(lái)會(huì)合在分光鏡上而產(chǎn)生干涉條紋。當(dāng)可動(dòng)反射鏡移動(dòng)時(shí)，干涉條紋的光強(qiáng)變化由接受器中的光電轉(zhuǎn)換元件和電子線路等轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)，經(jīng)整形、放大后輸入可逆計(jì)數(shù)器計(jì)算出總脈沖數(shù)，再由電子計(jì)算機(jī)計(jì)算出可動(dòng)反射鏡的位移量L。使用單頻激光干涉儀時(shí)，要求周圍大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)，各種空氣湍流都會(huì)引起直流電平變化而影響測(cè)量結(jié)果。單頻激光干涉儀第二十四頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三

在氦氖激光器上，加上一個(gè)約0.03特斯拉的軸向磁場(chǎng)。由于塞曼分裂效應(yīng)和頻率牽引效應(yīng),激光器產(chǎn)生1和2兩個(gè)不同頻率的左旋和右旋圓偏振光。經(jīng)1/4波片后成為兩個(gè)互相垂直的線偏振光,再經(jīng)分光鏡分為兩路。一路經(jīng)偏振片1后成為含有頻率為f1-f2的參考光束。另一路經(jīng)偏振分光鏡后又分為兩路：一路成為僅含有f1的光束,另一路成為僅含有f2的光束。當(dāng)可動(dòng)反射鏡移動(dòng)時(shí),含有f2的光束經(jīng)可動(dòng)反射鏡反射后成為含有f2±Δf的光束，Δf是可動(dòng)反射鏡移動(dòng)時(shí)因多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的附加頻率,正負(fù)號(hào)表示移動(dòng)方向(多普勒效應(yīng)是奧地利人C.J.多普勒提出的，即波的頻率在波源或接受器運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生變化)。這路光束和由固定反射鏡反射回來(lái)僅含有f1的光的光束經(jīng)偏振片2后會(huì)合成為f1-(f2±Δf）的測(cè)量光束。測(cè)量光束和上述參考光束經(jīng)各自的光電轉(zhuǎn)換元件、放大器、整形器后進(jìn)入減法器相減,輸出成為僅含有±Δf的電脈沖信號(hào)。經(jīng)可逆計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)后，由電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行當(dāng)量換算（乘1/2激光波長(zhǎng)）后即可得出可動(dòng)反射鏡的位移量。雙頻激光干涉儀第二十五頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三

雙頻激光干涉儀是應(yīng)用頻率變化來(lái)測(cè)量位移的，這種位移信息載于f1和f2的頻差上，對(duì)由光強(qiáng)變化引起的直流電平變化不敏感，所以抗干擾能力強(qiáng)。它常用于檢定測(cè)長(zhǎng)機(jī)、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、光刻機(jī)和加工中心等的坐標(biāo)精度，也可用作測(cè)長(zhǎng)機(jī)、高精度三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等的測(cè)量系統(tǒng)。利用相應(yīng)附件，還可進(jìn)行高精度直線度測(cè)量、平面度測(cè)量和小角度測(cè)量。

雙頻激光干涉儀第二十六頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三數(shù)控車床的種類和檢驗(yàn)要點(diǎn)第二十七頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三數(shù)控車床檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)GB5268-85《車床刀架裝刀槽高度》JB4138-85《精整車床精度》JB3754-84《單軸縱切自動(dòng)車床參數(shù)》JB1464-94《單軸縱切自動(dòng)車床精度》JB/T54012-93《單軸縱切自動(dòng)車床技術(shù)條件》ZBJ53010—89《單軸自動(dòng)車床技術(shù)條件》JB3644-84、4321-84《臥式多軸自動(dòng)車床精度、技術(shù)條件》GB4683-93、ZBJ53011-89《轉(zhuǎn)塔車床精度、技術(shù)條件》ZBJ53009-89、ZB/Z123-76《立式車床參數(shù)與系列型譜》JB4116-96《單柱雙柱立式車床精度》JB/T2322-93《臥式車床精度、技術(shù)條件》JB/GQ1125-88、JB/GQ1126-88《簡(jiǎn)式數(shù)控臥式車床精度、技術(shù)條件》JB4369-86、JBn4368-86《數(shù)控臥式車床精度、技術(shù)條件》JB2670-82《金屬切削機(jī)床檢驗(yàn)通則》第二十八頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三數(shù)控車床檢驗(yàn)項(xiàng)目(1)幾何精度，即機(jī)床基礎(chǔ)件的精度，它是決定加工性能的基本條件。主要包括：床身導(dǎo)軌的直線度、主軸回轉(zhuǎn)精度、溜板、尾座等移動(dòng)部件的移動(dòng)方向與導(dǎo)軌、主軸回轉(zhuǎn)軸線的平行度或垂直度等。

(2)傳動(dòng)精度，是指內(nèi)聯(lián)系統(tǒng)傳動(dòng)鏈兩端件運(yùn)動(dòng)相互關(guān)系的準(zhǔn)確度，車床主要是指主軸和絲杠間傳動(dòng)鏈精度。

(3)定位精度，是指機(jī)床某運(yùn)動(dòng)部件從某一位置到達(dá)預(yù)定的另一理論位置和運(yùn)動(dòng)所達(dá)實(shí)際位置的差值。數(shù)控機(jī)床對(duì)定位精度要求很高。

(4)工作精度，即機(jī)床加工精度，包括：精車外圓的圓度，即在縱截面內(nèi)直徑的一致性、精車端面的平面度和精車螺紋的螺距累積誤差等。第二十九頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三對(duì)三坐標(biāo)以上的數(shù)控機(jī)床，除X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)外，還有繞X、Y、Z軸旋轉(zhuǎn)圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或分度運(yùn)動(dòng)。數(shù)控機(jī)床的圓周運(yùn)動(dòng)包括分度運(yùn)動(dòng)和連續(xù)圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)兩種。通常數(shù)控機(jī)床的連續(xù)圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)，分度運(yùn)動(dòng)由分度工作臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)。（1）數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)，是在數(shù)控系統(tǒng)的控制下，完成工作臺(tái)的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，并能同其他坐標(biāo)軸實(shí)行聯(lián)動(dòng)，以完成復(fù)雜零件的加工，還可以作任意角度轉(zhuǎn)位和分度。數(shù)控機(jī)床的工作臺(tái)第三十頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)大都由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)減速齒輪和蝸輪蝸桿傳人，其定位精度完全由控制系統(tǒng)和伺服傳動(dòng)系統(tǒng)的間隙大小決定。因此，用于數(shù)控機(jī)床回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的蝸輪蝸桿必須有較高的制造精度和裝配精度，而且還要采取措施來(lái)消除蝸輪蝸桿副的傳動(dòng)間隙。

通常消除間隙有兩種方法：一是采用雙蝸桿傳動(dòng)這種方法可以保證正確的嚙合關(guān)系和完全的齒面接觸，但制造成本高，傳動(dòng)效率低。二是采用雙螺距變齒厚蝸桿，它能夠始終保持正確的嚙合關(guān)系，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便。

第三十一頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三（2）分度工作臺(tái)

數(shù)控機(jī)床的分度工作臺(tái)與數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)不同，它只能完成分度運(yùn)動(dòng)。它不能實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給，也就是說(shuō)在切削過(guò)程中不能轉(zhuǎn)動(dòng)，只是非切削狀態(tài)下將工件進(jìn)行轉(zhuǎn)位換面，以實(shí)現(xiàn)在一次裝卡下完成多個(gè)面的多工序加工。

第三十二頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三為了充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的作用，加工中心要完成對(duì)工件的多工序加工，必須具備自動(dòng)更換刀具的功能。為此而設(shè)置的更換刀具和刀具儲(chǔ)備的系統(tǒng)稱為自動(dòng)換刀系統(tǒng)。自動(dòng)換刀系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備換刀時(shí)間短、刀具重復(fù)定位精度高、刀具儲(chǔ)備足夠和換刀安全可靠等功能。換刀裝置與刀庫(kù)第三十三頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三自動(dòng)換刀系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式隨加工中心的類型不同而不同。（1）回轉(zhuǎn)刀架式：回轉(zhuǎn)刀架是一種最簡(jiǎn)單的自動(dòng)換刀系統(tǒng)，用于數(shù)控車床。（2）更換主軸頭式在帶有旋轉(zhuǎn)刀具的數(shù)控機(jī)床中，如數(shù)控鉆床，更換主軸頭是一種比較簡(jiǎn)單的換刀方式，常用轉(zhuǎn)塔的轉(zhuǎn)位來(lái)更換主軸頭，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀。（3）刀庫(kù)一機(jī)械手式目前大量使用的是帶有刀庫(kù)一機(jī)械手的自動(dòng)換刀系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu)形式主軸的剛度高，有利于提高加工精度和效率。刀具的存儲(chǔ)量大，有利于加工復(fù)雜零件。第三十四頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三刀庫(kù)形式第三十五頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三

常用于數(shù)控車床：四方、六方刀架或圓盤(pán)式軸向裝刀刀架。數(shù)控車床六方刀架工作原理：

1）刀架抬起

2）刀架轉(zhuǎn)位

3）刀架壓緊

4）轉(zhuǎn)位油缸復(fù)位1、回轉(zhuǎn)刀架換刀第三十六頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三1升降活塞2刀架3固定件4配合件5端齒離合器6轉(zhuǎn)位活塞7空套齒輪8齒條9固定插銷10活動(dòng)插銷1）刀架抬起3）刀架壓緊

第三十七頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三1升降活塞2刀架3固定件4配合件5端齒離合器6轉(zhuǎn)位活塞7空套齒輪8齒條9固定插銷10活動(dòng)插銷刀架轉(zhuǎn)位第三十八頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三1升降活塞2刀架3固定件4配合件5端齒離合器6轉(zhuǎn)位活塞7空套齒輪8齒條9固定插銷10活動(dòng)插銷11推桿12觸頭轉(zhuǎn)位油缸復(fù)位10與9反靠周向定位，3與4錐面軸向定位第三十九頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、更換主軸換刀機(jī)床的主軸頭就是一個(gè)轉(zhuǎn)塔刀庫(kù)。

工作原理：將所需刀具的主軸轉(zhuǎn)到工作位置（由行程開(kāi)關(guān)組實(shí)現(xiàn)主軸號(hào)的選定），同時(shí)接通主傳動(dòng)。轉(zhuǎn)位動(dòng)作：脫開(kāi)主傳動(dòng)；轉(zhuǎn)塔頭抬起；轉(zhuǎn)塔頭轉(zhuǎn)位；轉(zhuǎn)塔頭定位夾緊；主軸傳動(dòng)重新接通。

TK-5525型數(shù)控轉(zhuǎn)塔式鏜銑床第四十頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、更換主軸換刀特點(diǎn):

縮短換刀時(shí)間；提高了換刀可靠性；主軸數(shù)目會(huì)影響主軸系統(tǒng)的剛度。

適用機(jī)床：

工序較少、精度要求不高的數(shù)控鉆床、銑床等TK-5525型數(shù)控轉(zhuǎn)塔式鏜銑床第四十一頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三

類似組合機(jī)床，采用多主軸的主軸箱。工作原理：主軸箱庫(kù)存若干備用主軸箱，由兩小車運(yùn)輸。適用場(chǎng)合：