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

1、第11章數(shù)控車床維護與精度(jn d)檢測 共十九頁知識點：數(shù)控車床的具體機械結(jié)構(gòu) 數(shù)控車床精度檢驗方法及使用工具 數(shù)控車床日常維護的方法及周期 數(shù)控車床各個部分的常見故障及處理方法 本章導讀： 本章首先對數(shù)控車床的基本機械結(jié)構(gòu)進行簡要介紹，通過引入不同(b tn)型號的數(shù)控車床中不同(b tn)機械結(jié)構(gòu)的形式說明數(shù)控車床中機械結(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，本章詳細介紹了主要部件靜態(tài)幾何精度和動態(tài)運動精度檢驗的工具盒方法。本章的重點是通過不同(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)控車床各個系統(tǒng)中各個主要部件的故障處理、日常維護和

2、操作人員的操作規(guī)范。 共十九頁11.1數(shù)控車床的機械(jxi)結(jié)構(gòu) 機械系統(tǒng)是數(shù)控車床乃至所有機床的最基本的系統(tǒng)，機械系統(tǒng)的運動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械部件。因此，數(shù)控車床的機械系統(tǒng)也是其他系統(tǒng)的基礎(chǔ)，而數(shù)控車床的機械系統(tǒng)中的各部件機械結(jié)構(gòu)自然也是非常重要的。下面就來一一介紹數(shù)控車床各個部件的機械結(jié)構(gòu)。 11.1.1主傳動系統(tǒng)和主軸部件的機械結(jié)構(gòu) 主傳動系統(tǒng)及主軸部件承擔了數(shù)控車床最主要的動力傳遞工作，這即是說數(shù)控車床加工中動力是否穩(wěn)定充足在很大程度上取決于主傳動系統(tǒng)和主軸部件。事

3、實上，它的轉(zhuǎn)速范圍、動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。當前主傳動系統(tǒng)一般采用由數(shù)控系統(tǒng)的PLC調(diào)控，控制變頻器，變頻器控制主傳動系統(tǒng)實現(xiàn)有級或無級變頻。如下圖所示為CKS6132型數(shù)控車床的主傳動路線圖。 共十九頁共十九頁數(shù)控車床的進給傳動系統(tǒng)只要是X軸和Z軸伺服系統(tǒng)的組成部分，其移動精度、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(shj)進給傳動系統(tǒng)，主要從結(jié)構(gòu)上和材料上提高傳動精度和剛度，減小阻力提高穩(wěn)定性和壽命，同時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)控車床進給傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖。 11.1.2進給傳動系統(tǒng) （a）

4、 共十九頁（）11.1.3尾座 數(shù)控車床的尾座也是數(shù)控車床的一個重要(zhngyo)部件，其幾何精度是檢驗數(shù)控車床的一個主要指標之一。在加工軸類零件時，使用尾座的頂尖頂緊工件，可以保證加工的穩(wěn)定性。尾座的運動又分為尾座體的移動和尾座套筒的移動兩類。如下圖所示為美國1210U數(shù)控車床尾座的機械結(jié)構(gòu)。 共十九頁11.1.4刀架 數(shù)控車床的自動換刀裝置承擔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)主要包括傳動齒輪、滾珠絲杠、機床(jchung)導軌和主軸箱等各個機械部件的潤滑，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)計和結(jié)構(gòu)不同，因此，在此不做詳細介紹。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。目前有平板鏈式排屑裝置、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(jinyn)的目的 11.2數(shù)控車床精度(jn d)檢驗 精度檢驗是數(shù)控車床中常見、定期且重要的一項

6、工作，是一個技術(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80年代初，一般指機床靜態(tài)幾何精度和動態(tài)運動精度，特別是機加工狀態(tài)時車床運動精度的診斷。這是因為零件制造精度要求越來越高，數(shù)控車床使用的時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動和相對位置所決定。因此車床加工前的精度檢測和長時間加工的精度可靠性就顯得尤為重要。機床在空載荷狀態(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態(tài)精度。動態(tài)精度比靜態(tài)精度更加復雜，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。當前的中小型企業(yè)和高校大部分不具備檢測動態(tài)精度的條件，因此，只能由機床的靜態(tài)精度來近似分析其加工時的精度。 共十九頁11.2.2精度檢驗(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)精度和動態(tài)精度。靜態(tài)精度又分為(fn wi)幾何精度和定位精度，動態(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行不同的檢測。簡單來說，精度檢驗可以分為(fn wi)車床加工前的安裝和調(diào)試、大批量生產(chǎn)時的統(tǒng)計過程控制（SPC）以及小批量生產(chǎn)時的零件加工后檢測。當然，其中效果最好的是安裝于調(diào)試。而精度檢驗方法又分為直接法、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，精度檢驗的項目是一致的。這是由國家機械工業(yè)部標準統(tǒng)一規(guī)范的。如數(shù)控立式車床精度檢驗的國標為JB/T 9934.1-1999，臥式數(shù)控車床精度檢驗的國標為JB/T 8324.1-1996和GB/T16462.1-2007。如CJK6032-1型數(shù)控車床，按照標準精度檢驗方法分類如下。1.靜態(tài)幾何精度的檢驗 2.工作精度的檢驗 11.2.3精度檢驗的工具 精度檢驗是評價車床可達到精度的重要依據(jù)，故檢驗用的工具也較為重要。其按不同的精度分A、B、C為三類。A類是基準工具，由計量部門使用，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。故檢測機床精度應(yīng)該使用B類工具。檢驗工具一般有帶錐度的檢驗棒、頂尖間用檢驗棒、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)維護和保養(yǎng) 數(shù)控車床不同于普通車床，普通車床是手動直接操作，而數(shù)控車床是復雜的機電一體化產(chǎn)品，其包含了機械、電子、計算機、電氣、液壓、等多個領(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格按照規(guī)范來操作數(shù)控車床，日常的維護和保養(yǎng)也顯得尤為重要

10、。數(shù)控車床在加工過程中較長發(fā)生機械、電氣、數(shù)控、液壓系統(tǒng)方面的故障，故在日常的維護和保養(yǎng)中也要求對這些關(guān)鍵部分特別關(guān)注。 機械系統(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械系統(tǒng)的故障造成。所以機械系統(tǒng)的維護在數(shù)控車床的日常維護中非常重要。 1.潤滑 2.緊固連接情況 3.運動與安全部件 4.傳動部件 11.3.1機械系統(tǒng)的維護 共十九頁11.3.2電氣系統(tǒng)的維護(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，也容易進行，但是必須按時保質(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。這是因為這些元器件

11、價格昂貴，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。 11.3.3潤滑與冷卻系統(tǒng) 潤滑系統(tǒng)不同于單獨的潤滑脂和潤滑膏，這里是由機械和液壓系統(tǒng)所輸送的潤滑油，用于潤滑數(shù)控車床中各個部件。冷卻系統(tǒng)則主要是指數(shù)控車床在加工時的冷卻液傳送系統(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)，很多時候數(shù)控車床開機后回零前即報錯而不能正常手動操作，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、、工作臺液壓傳動等也都屬于液壓大系統(tǒng)的范疇。液壓系統(tǒng)的正常運行直接關(guān)系到數(shù)控車床多個部件穩(wěn)定有效的運行。故應(yīng)對其進行日常維護和保養(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床內(nèi)部，尤其是傳動部件實現(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前數(shù)控車床的工作情況。但與此同時，數(shù)控系統(tǒng)本身極大程度(chngd)上依賴計算機和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必不可少。影響計算機的最大因素就是高溫和灰塵。所以對數(shù)控系統(tǒng)的維護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致溫度升高或灰塵進入計算機引起未知問題。每天工作后應(yīng)該在空載狀態(tài)下測試數(shù)控系統(tǒng)的各個功能有無問題。如果長時間不開機，則在開機前要檢查數(shù)控系統(tǒng)各部件是否有受潮等情況。保證數(shù)控系統(tǒng)能夠正常運行。 數(shù)控機床是高度機電一體化的技術(shù)設(shè)備，雖然在日常有主動的維護和保養(yǎng)，但由于目前中國機械行業(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)控車床在長時間、高強度的工作下難免會出現(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機械系統(tǒng)的故障(gzhng) 機械系統(tǒng)是數(shù)控車床上工作強度最大的系統(tǒng)，尤其在24小時不間斷工作的時候，即使有合理的保養(yǎng)和維護措施，也有隨時出現(xiàn)故障的可能，而工作密度和強度越大的部分，出現(xiàn)故障的幾率(j l)就越大。如連接螺釘和安裝螺釘因為其不參與到直接的工作，則一般不會出現(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、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)在每個部

15、分都與其他系統(tǒng)共同起作用，因此車床中每個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)約很多處理重復故障的時間。 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，不需要單獨舉例說明。但是這三個系統(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、時候是多個因素(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，進行逐一地排查，同時根據(jù)理論進行分析。 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)依賴計算機和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、有效運行直接關(guān)系到能不能加工零件，甚至車床能不能啟動，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)控車床的加工中時有發(fā)生，畢竟操作人員會

17、因為多種原因出現(xiàn)失誤，這屬于正常現(xiàn)象。但是正因為是人為發(fā)生，所以一般操作人員不會注意到這些失誤，從而導致故障的發(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。所以更要注意。 共十九頁11.5本章(bn zhn)小結(jié)本章從數(shù)控車床的機械結(jié)構(gòu)出發(fā)，詳細介紹了數(shù)控車床的機械結(jié)構(gòu)、精度檢測及檢測工具等內(nèi)容，重點介紹了數(shù)控車床的日常維護與保養(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，也是考驗技術(shù)人員是否有經(jīng)驗的重要方面。尤其是在維修過程中，更要學會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、有效率的長期進行。 共十九頁內(nèi)容摘要第11章。本章的重點是通過不同廠家生產(chǎn)的不同型號的數(shù)控車床，