現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床調(diào)試與維護(hù)課件：機(jī)械結(jié)構(gòu)的故障診斷與維護(hù) -

數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的故障診斷與維護(hù)2023/11/251

滾動導(dǎo)軌的安裝、預(yù)緊：直線滾動導(dǎo)軌副（如圖所示）是數(shù)控機(jī)床上常用的機(jī)構(gòu)，安裝固定方式主要有螺釘固定、壓板固定、定位銷固定和斜楔塊固定。在實(shí)際使用中，通常是兩根導(dǎo)軌成隊(duì)使用，其中一條為基準(zhǔn)導(dǎo)軌，通過對基準(zhǔn)導(dǎo)軌的正確安裝，以保證運(yùn)動部件相對于支承元件的正確導(dǎo)向。引例2023/11/252

5.1數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)概述

5.2數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診斷方法

5.3主傳動系統(tǒng)與主軸部件的診斷與維修

5.4進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)故障的診斷與維修

5.5導(dǎo)軌副故障的診斷與維修

5.6液壓、氣動系統(tǒng)故障診斷與維修

5.7刀庫及自動換刀裝置故障分析與排除2023/11/253第5章數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的故障診斷與維護(hù)安裝前必須檢查導(dǎo)軌是否有合格證，有否碰傷或銹蝕，用防銹油清洗干凈，清除裝配表面的毛刺、撞擊突起物及污物等；檢查裝配聯(lián)接部位的螺栓孔是否吻合，如果發(fā)生錯位而強(qiáng)行旋入螺栓，將會降低運(yùn)行精度。導(dǎo)軌安裝步驟如下：1)將導(dǎo)軌基準(zhǔn)面緊靠機(jī)床裝配表面的側(cè)基面，對準(zhǔn)螺孔，將導(dǎo)軌輕輕地用螺栓予以固定。2)上緊導(dǎo)軌側(cè)面的頂緊裝置，使導(dǎo)軌基準(zhǔn)側(cè)面緊靠貼床身的側(cè)面。3)，用力矩扳手按參考值擰緊導(dǎo)軌的安裝螺釘；從中間開始按交叉順序向兩端擰緊。2023/11/254

由于進(jìn)給伺服驅(qū)動、主軸驅(qū)動和CNC技術(shù)的發(fā)展，以及為適應(yīng)高生產(chǎn)效率的需要，數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)已從初期對普通機(jī)床局部結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，逐步發(fā)展為數(shù)控機(jī)床的獨(dú)特機(jī)械結(jié)構(gòu)。圖5.1所示為CK6136型數(shù)控車床。5.1數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)概述2023/11/2555.1.1數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要組成數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)，除機(jī)床基礎(chǔ)部件外，還有下列幾部分：1）主傳動系統(tǒng)。2）進(jìn)給傳動系統(tǒng)。3）實(shí)現(xiàn)工件回轉(zhuǎn)、定位的裝置和附件。4）實(shí)現(xiàn)某些部件動作和輔助功能的系統(tǒng)和裝置，如液壓、氣動、潤滑、冷卻等系統(tǒng)和排屑、防護(hù)等裝置。5）刀架或自動換刀裝置（ATC）。6）自動拖盤交換裝置（APC）。7）特殊功能裝置，如刀具破損監(jiān)控、精度檢測和監(jiān)控裝置。8）為完全自動化控制功能的各種反饋信號及元器件

2023/11/2565.1.2數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)

由于數(shù)控加工是一種程序控制過程，使其相應(yīng)形成了以下幾個特點(diǎn)：（1）自動化程度高，可以減輕工人的勞動強(qiáng)度。（2）加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠、重復(fù)性好。（3）加工生產(chǎn)率高。（4）對零件加工的適應(yīng)性強(qiáng)、靈活性好、能加工形狀復(fù)雜的零件。（5）有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。

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數(shù)控機(jī)床是機(jī)、電、液、氣、計(jì)算機(jī)自動控制等為一體的自動化機(jī)床，經(jīng)各部分的執(zhí)行功能最后共同完成機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)的移動、轉(zhuǎn)動、夾緊、松開、變速和換刀等各種動作，實(shí)現(xiàn)切削加工任務(wù)。在機(jī)床工作時，它們的各項(xiàng)功能相互結(jié)合，發(fā)生故障時也混在一起，故障現(xiàn)象與故障原因并非簡單的一一對應(yīng)關(guān)系，而往往可能出現(xiàn)一種故障現(xiàn)象是由幾種不同原因引起的，或一種原因引起幾種故障，即大部分故障是以綜合故障形式出現(xiàn)的，這就給故障診斷及其排除帶來了很大困難。5.2數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診斷方法2023/11/2585.2.1機(jī)械故障及其分類一般來說，機(jī)床的機(jī)械故障類型可分為以下幾種。（1）功能性故障主要指工件加工精度方面的故障，表現(xiàn)在加工精度不穩(wěn)定、加工誤差大、運(yùn)動方向誤差大、工件表面粗糙。（2）動作型故障主要指機(jī)床各執(zhí)行部件動作故障，如主軸不轉(zhuǎn)動、液壓變速不靈活、工件或刀具夾不緊或松不開、刀架或刀庫轉(zhuǎn)位定位不太準(zhǔn)等。（3）結(jié)構(gòu)型故障主要指主軸發(fā)熱、主軸箱噪聲大、切削時產(chǎn)生振動等。（4）使用型故障主要指因使用和操作不當(dāng)引起的故障，如由過載引起的機(jī)件損壞、撞車等。2023/11/2595.2.2數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診斷方法

數(shù)控機(jī)床機(jī)械系統(tǒng)故障的診斷方法可以分為實(shí)用診斷技術(shù)、常用診斷技術(shù)、現(xiàn)代診斷技術(shù)三種。數(shù)控機(jī)床機(jī)械系統(tǒng)故障的診斷方法見表5-1。

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數(shù)控機(jī)床是機(jī)、電、液、氣、計(jì)算機(jī)自動控制等為一體的自動化機(jī)床，經(jīng)各部分的執(zhí)行功能最后共同完成機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)的移動、轉(zhuǎn)動、夾緊、松開、變速和換刀等各種動作，實(shí)現(xiàn)切削加工任務(wù)。在機(jī)床工作時，它們的各項(xiàng)功能相互結(jié)合，發(fā)生故障時也混在一起，故障現(xiàn)象與故障原因并非簡單的一一對應(yīng)關(guān)系，往往可能出現(xiàn)一種故障現(xiàn)象是由幾種不同原因引起的，或一種原因引起幾種故障，即大部分故障是以綜合故障形式出現(xiàn)的，這就給故障診斷及其排除帶來了很大困難。5.3主傳動系統(tǒng)與主軸部件的診斷與維修2023/11/25115.3.1主軸部件1．主軸端部的結(jié)構(gòu)形狀主軸端部用于安裝刀具或夾持工件的夾具，在設(shè)計(jì)要求上，應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、安裝可靠、連接牢固、裝卸方便，并能傳遞足夠的轉(zhuǎn)矩。主軸端部的結(jié)構(gòu)形狀都已標(biāo)準(zhǔn)化，如圖5.2所示為普通機(jī)床和數(shù)控機(jī)床所通用的幾種結(jié)構(gòu)形式。2023/11/2512

2.主軸部件的支承機(jī)床主軸帶著刀具或夾具在支承中作回轉(zhuǎn)運(yùn)動，應(yīng)能傳遞切削轉(zhuǎn)矩承受切削抗力，并保證必要的旋轉(zhuǎn)精度。機(jī)床主軸多采用滾動軸承作為支承，對于精度要求高的主軸則采用動壓或靜壓滑動軸承作為支承。下面著重介紹主軸部件所用的滾動軸承。

1）主軸部件常用滾動軸承的類型如圖5.3所示

2）滾動軸承的精度主軸部件所用滾動軸承的精度有高級6、精密級5、特精級4和超精級2。前支承的精度一般比后支承的精度高一級，也可以用相同的精度等級。普通精度的機(jī)床通常前支承取4、5級，后支承用5、6級。

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3）主軸滾動軸承的配置如圖5.4所示4）主軸滾動軸承的預(yù)緊常用的方法有以下幾種：(1)軸承內(nèi)圈移動

如圖5.5所示(2)修磨座圈或隔套

如圖5.6、5.7所示2023/11/2514

3.主軸的材料和熱處理主軸材料可根據(jù)強(qiáng)度、剛度、耐磨性、載荷特點(diǎn)和熱處理變形大小等因素來選擇。主軸剛度與材質(zhì)的彈性模量E有關(guān)。無論是普通鋼還是合金鋼其E值基本相同。因此，對于一般要求的機(jī)床其主軸可用價格便宜的中碳鋼、45鋼，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理后硬度為22～28HRC。4.主軸的潤滑與冷卻主軸軸承潤滑和冷卻是保證主軸正常工作的必要手段。2023/11/25151．主軸部件的維護(hù)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，它的回轉(zhuǎn)精度影響工件的加工精度；它的功率大小和回轉(zhuǎn)速度影響加工效率；它的自動變速、準(zhǔn)停和換刀等影響機(jī)床的自動化程度。因此，要求主軸部件具有與本機(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。在結(jié)構(gòu)上，必須很好地解決刀具和工件的裝夾、軸承的配置、軸承間隙調(diào)整和潤滑密封等問題。2023/11/25165.3.2主傳動系統(tǒng)的特點(diǎn)、一般調(diào)試方法（1）防泄漏：圖5.8所示為臥式加工中心主軸前支承的密封結(jié)構(gòu)。主軸的密封有接觸式和非接觸式密封。圖5.9是幾種非接觸密封的形式。接觸式密封主要有油氈圈和耐油橡膠密封圈密封，如圖5.10所示。2023/11/2517（2）刀具夾緊在自動換刀機(jī)床的刀具自動夾緊裝置中，刀具自動夾緊裝置的刀桿常用7:24的大錐度錐柄，既利于定心，也為松刀帶來方便。2.主傳動鏈的維護(hù)3.主傳動鏈故障診斷及排除方法主傳動鏈常見故障及排除方法如表5-3所列。

2023/11/25185.4進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)故障的診斷與維修數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)是伺服系統(tǒng)的重要組成部分，它將伺服電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動或直線伺服電動機(jī)的直線運(yùn)動通過機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為執(zhí)行部件的直線或回轉(zhuǎn)運(yùn)動。目前，數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中機(jī)械傳動裝置常用的有如下幾種：滾珠絲杠副，靜壓蝸桿—蝸輪齒條傳動，預(yù)加載荷雙齒輪齒條及直線電動機(jī)。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(diǎn)。2023/11/2519

5.4.1滾珠絲杠副滾珠絲杠副是在絲杠和螺母之間以滾珠為滾動體的螺旋傳動元件。滾珠絲杠副有多種結(jié)構(gòu)形式。與滑動絲杠副比較，滾珠絲杠副有很多優(yōu)點(diǎn)：傳動效率高、靈敏度高、傳動平穩(wěn)；磨損小、壽命長；可消除軸向間隙，提高軸向剛度等。滾珠絲杠螺母傳動廣泛應(yīng)用于中小型數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)。在重型數(shù)控機(jī)床的短行程(6m以下)進(jìn)給系統(tǒng)中也常被采用。2023/11/2520

1.滾珠絲杠副的安裝

常見安裝方式有以下四種情況(如圖5.11的（a）、（b）、（c）、（d）所示)。

(1)固定—自由適用于低轉(zhuǎn)速，中精度，短軸向絲杠；

(2)固定—支承適用于中等轉(zhuǎn)速，高精度；

(3)固定—固定適用于高轉(zhuǎn)速、高精度；

(4)兩端支撐適用于中等轉(zhuǎn)速、中精度。

2023/11/25212.滾珠絲杠副的預(yù)緊

滾珠絲杠副預(yù)緊的目的是為了消除絲杠與螺母之間的間隙和施加預(yù)緊力，以保證滾珠絲杠反向傳動精度和軸向剛度。

在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中使用的滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊方法有修磨墊片厚度、鎖緊雙螺母消隙、齒差式調(diào)整方法等。廣泛采用的是雙螺母結(jié)構(gòu)消隙。

1)、修磨墊片消隙式如圖5.12所示

2)、雙螺母消隙式如圖5.13所示

3)、齒差消隙式如圖5.14所示

2023/11/25223.滾珠絲杠副的潤滑及防護(hù)裝置滾珠絲杠副在工作狀態(tài)下，必須潤滑，以保證其充分發(fā)揮機(jī)能。潤滑方式主要有以下兩種：潤滑脂、潤滑油。潤滑脂的給脂量一般是螺母內(nèi)部空間容積的1/3，某些生產(chǎn)廠家在裝配時螺母內(nèi)部已加注潤滑脂。而潤滑油的給油量隨行程、潤滑油的種類、使用條件等的不同而不同。滾珠絲杠副與滾動軸承一樣，如果污物及異物進(jìn)入就很快使它磨損，因此考慮油污物異物（切削）進(jìn)入時，必須采用防塵裝置，將絲杠軸完全保護(hù)起來。防塵裝置可采用可隨移動部件移動而收展的鋼制蓋板或柔性卷簾。

2023/11/25235.4.2靜壓蝸桿—蝸輪條傳動傳動原理靜壓蝸桿—蝸輪齒條是一種精密傳動副，用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€位移。如圖5.15所示，蝸桿可看作長度很短的絲杠，其長徑比很小。蝸輪齒條則可以看作一個很長的螺母沿軸向剖開后的一部分。與滾珠絲杠不同，蝸輪齒條能無限接長，因此，運(yùn)動部件的行程可以很長。2023/11/25245.4.3預(yù)加載荷雙齒輪齒條

工作行程很大的大型數(shù)控機(jī)床通常采用齒輪齒條來實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動。進(jìn)給力不大時，可以采用類似于圓柱齒輪傳動中的雙薄片齒輪結(jié)構(gòu)，通過錯齒的方法來消除間隙；當(dāng)進(jìn)給力較大時，通常采用雙厚齒輪的傳動結(jié)構(gòu)。圖5.16是雙厚齒輪的傳動結(jié)構(gòu)圖。2023/11/25255.4.4直線電動機(jī)傳動

直線電動機(jī)的工作原理與旋轉(zhuǎn)電動機(jī)沒本質(zhì)區(qū)別，可將其視為旋轉(zhuǎn)電動機(jī)沿圓周方向拉伸展平的產(chǎn)物，如圖5.17所示，對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)電動機(jī)的定子部分，稱為直線電動機(jī)的初級；對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子部分，稱為直線電動機(jī)的次級。在結(jié)構(gòu)上，可以有如圖5.18所示的短次級和短初級兩種形式。為了減小發(fā)熱量和降低成本，高速機(jī)床用直線電動機(jī)一般采用圖5.18（b）所示的短初級和動次級結(jié)構(gòu)。2023/11/25265.4.5滾珠絲杠常見的的故障、故障原因及維修方法

表5-4為滾珠絲杠螺母副常見的故障、故障原因及維修方法一覽表。

2023/11/25275.5導(dǎo)軌副故障的診斷與維修2023/11/25285.5.1導(dǎo)軌副

導(dǎo)軌副按接觸面的摩擦性質(zhì)可以分為滑動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌。1.滑動導(dǎo)軌2.靜壓導(dǎo)軌如圖5.19所示3.滾動導(dǎo)軌如圖5.20所示4.滾動導(dǎo)軌的安裝、預(yù)緊，安裝固定如圖5.21所示，預(yù)緊如圖5.22所示5.5.2導(dǎo)軌常見的的故障、故障原因及維修方法

表5-6為導(dǎo)軌副在使用中常見故障、故障原因及維修方法一覽表。

2023/11/25295.6液壓、氣動系統(tǒng)故障診斷與維修2023/11/25305.6.1數(shù)控機(jī)床液壓回路常見故障及維修

液壓傳動系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床中占有很重要的位置，加工中心的刀具自動交換系統(tǒng)(ATC)，托盤自動交換系統(tǒng)，主軸箱的平衡，主軸箱齒輪的變檔以及回轉(zhuǎn)工作臺的夾緊等—般都采用液壓系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。

機(jī)床液壓設(shè)備是由機(jī)械、液壓、電氣及儀表等組成的統(tǒng)一體，分析系統(tǒng)的故障之前必須弄清楚整個液壓系統(tǒng)的傳動原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，然后根據(jù)故障現(xiàn)象進(jìn)行分析、判斷，確定區(qū)域、部位、以至于某個元件。液壓系統(tǒng)的工作總是由壓力、流量、液流方向來實(shí)現(xiàn)的，可按照這些特征找出故障的原因并及時給予排除。造成故障的主要原因一般不外有三種情況：一是設(shè)計(jì)不完善或不合理；二是操作安裝有誤，使零件、部件運(yùn)轉(zhuǎn)不正常；三是使用、維護(hù)、保養(yǎng)不當(dāng)。前一種故障必須充分分析研究后進(jìn)行改裝、完善，后兩種故障可以用修理及調(diào)整的方法解決。2023/11/2531

1．液壓泵故障液壓泵主要有齒輪泵、葉片泵等，下面以齒輪泵為例介紹故障及其診斷。齒輪泵最常見的故障是泵體與齒輪的磨損、泵體的裂紋和機(jī)械損傷。出現(xiàn)以上情況一般必須大修或更換零件。2．整體多路閥常見故障的可能原因及排除方法(1)工作壓力不足(2)工作油量不足(3)復(fù)位失靈復(fù)位彈簧損壞與變形，更換新產(chǎn)品。(4)外泄漏2023/11/25323．電磁換向閥常見故障的可能原因和排除方法(1)滑閥動作不靈活(2)電磁線圈燒損4．液壓缸故障及排除方法(1)外部漏油(2)活塞桿爬行和蠕動2023/11/25332023/11/25345.6.2數(shù)控機(jī)床氣壓回路常見故障及維修

1．氣動系統(tǒng)維護(hù)的要點(diǎn)(1)保證供給潔凈的壓縮空氣(2)保證空氣中含有適量的潤滑油(3)保持氣動系統(tǒng)的密封性(4)保證氣動元件中運(yùn)動零件的靈敏性(5)保證氣動裝置具有合適的工作壓力和運(yùn)動速度2．氣動系統(tǒng)的點(diǎn)檢與定檢(1)管路系統(tǒng)點(diǎn)檢(2)氣動元件的定檢：表5-7氣動元件的定檢5.7刀庫及自動換刀裝置故障分析與排除2023/11/25355.7.1刀庫的形式

刀庫用于存放刀具，它是自動換刀裝置中主要部件之一。其容量、布局和具體結(jié)構(gòu)對數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)有很大影響。根據(jù)刀庫存放刀具的數(shù)目和取刀方式，刀庫可設(shè)計(jì)成多種形式。圖5.23所示為常見的幾種刀庫形式。單盤式刀庫圖5.23a～d存放的刀具數(shù)目—般為15～40把，為適應(yīng)機(jī)床主軸的布局，刀庫上刀具軸線可以按不同方向配置，如軸向、徑向或斜向。圖5.23d是刀具可作90°翻轉(zhuǎn)的圓盤刀庫，采用這種結(jié)構(gòu)可以簡化取刀動作。單盤式的結(jié)構(gòu)簡單，取刀也很方便，因此應(yīng)用廣泛。當(dāng)?shù)稁齑娣诺毒叩臄?shù)目要求較多時，若仍采用單圓盤刀庫，則刀庫直徑增加太大而使結(jié)構(gòu)龐大。為了既能增大刀庫容量而結(jié)構(gòu)又較緊湊，研制了各種形式的刀庫。如圖5.23e為鼓輪彈倉式(又稱刺猬式)刀庫，其結(jié)構(gòu)十分緊湊，在相同的空間內(nèi)，它的刀庫容量最大，但選刀和取刀的動作較復(fù)雜。2023/11/25365.7.2刀庫的故障

刀庫的主要故障有：刀庫不能轉(zhuǎn)動或轉(zhuǎn)動不到位；刀庫的刀套不能夾刀具，刀庫上不到位等。(1)刀庫不能轉(zhuǎn)動或轉(zhuǎn)動不到位刀庫不能轉(zhuǎn)動的可能原因有：①聯(lián)接電動機(jī)軸與蝸桿軸的聯(lián)軸器松動；②變頻器故障，應(yīng)查變頻器的輸入輸出電壓正常與否；③PLC無控制輸出，可能是接口板中的繼電器失效；④機(jī)械連接過緊或黃油粘澀；⑤電網(wǎng)電壓過低(不應(yīng)低于370V)。刀庫轉(zhuǎn)動不到位的可能原因有：電機(jī)轉(zhuǎn)動故障，傳動機(jī)構(gòu)誤差。2023/11/2537(2)刀套不能夾緊刀具可能原因是刀套上的調(diào)整螺母松動，或彈簧太松，造成卡緊力超重，刀具超重。(3)刀套上下不到位可能原因是裝置調(diào)整不當(dāng)或加工誤差過大而造成撥叉位置不正確；因限位開關(guān)安裝不準(zhǔn)或調(diào)整不當(dāng)而造成反饋信號錯誤。(4)刀套不能拆卸或停留一段時間才能拆卸應(yīng)檢查操縱刀套90°上下的氣缸、氣閥是否松動，氣壓足不足，刀套的轉(zhuǎn)動軸銹蝕等。2023/11/25385.7.3換刀機(jī)械手故障（1）刀具夾不緊可能原因有氣泵氣壓不足，增壓漏氣，刀具卡緊氣壓漏氣，刀具松開彈簧上的螺帽松動。(2)刀具夾緊后松不開可能原因有松鎖刀的彈簧壓合過緊，應(yīng)調(diào)節(jié)松鎖刀彈簧上的螺釘，使最大載荷不超過額定數(shù)值。(3)刀具從機(jī)械手中脫落應(yīng)檢查刀具是否超重，機(jī)械手卡緊鎖是否損壞或沒有彈出來。2023/11/2539(4)刀具交換時掉刀換刀時主軸箱沒有回到換刀點(diǎn)或換刀點(diǎn)漂移，機(jī)械手抓刀時沒有到位，就開始拔刀，都會導(dǎo)致?lián)Q刀時掉刀。(5)機(jī)械手換刀速度過快或過慢可能是因氣壓太高或太低和換刀氣閥節(jié)流開口太大或太小。2023/11/25402023/11/2541圖5.1CK6136型數(shù)控車床1-主軸2-溜板箱3-刀架4-防護(hù)罩5-數(shù)控系統(tǒng)6-機(jī)床控制操作面板7-尾座8-床身2023/11/2542表5-1數(shù)控機(jī)床機(jī)械系統(tǒng)故障的診斷方法2023/11/2543診斷方法分類機(jī)械設(shè)備故障診斷方法原理及特征信息實(shí)用診斷技術(shù)聽、觸、看、問、嗅借用簡單工具、儀器，如百分表、水準(zhǔn)儀、光學(xué)議等檢測。通過人的感官，根據(jù)形貌、聲音、溫度、顏色和氣味的變化來診斷。但是這需要檢測者有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，目前這種方法被廣泛采用與現(xiàn)場診斷。常用診斷技術(shù)查閱技術(shù)檔案資料找規(guī)律、查原因、做判斷現(xiàn)代診斷技術(shù)油液光譜分析通過使用原子吸收光譜儀，對進(jìn)入潤滑油或液壓油中磨損的各種金屬微粒和外來沙粒，塵埃等殘余物進(jìn)行形狀、大小、化學(xué)成分和濃度分析，判斷磨損狀態(tài)、激勵和嚴(yán)重程度，從而有效掌握零件磨損情況。續(xù)表5-1數(shù)控機(jī)床機(jī)械系統(tǒng)故障的診斷方法2023/11/2544診斷方法分類機(jī)械設(shè)備故障診斷方法原理及特征信息現(xiàn)代診斷技術(shù)振動監(jiān)測通過安裝在機(jī)床某些特征點(diǎn)上的傳感器，利用振動計(jì)巡回檢測，測量機(jī)床上某些特征點(diǎn)的總振級大小，如位移、速度、加速度和幅頻特征等，在機(jī)床運(yùn)行過程中獲取信號，對信號做各種處理和分析，通過某些特征量的變化來判別有無故障、根據(jù)由以往診斷經(jīng)驗(yàn)形成的一些判據(jù)來進(jìn)一步確定故障的部位，或?qū)收线M(jìn)行預(yù)測和監(jiān)測。但是要注意首先應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度測定，確認(rèn)有異常時，再作定量分析。噪聲譜分析用噪聲測量計(jì)、聲波計(jì)對機(jī)床齒輪、軸承運(yùn)行中噪聲信號頻譜的變化規(guī)律進(jìn)行深入分析，識別和判斷齒輪、軸承磨損時的故障狀態(tài)，可做到非接觸式測量，但要減少環(huán)境噪聲干擾，要注意首先應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度測定，確認(rèn)有異常時，再作定量分析。故障診斷專家系統(tǒng)將診斷所必須的指示、經(jīng)驗(yàn)和規(guī)則等信息編程計(jì)算機(jī)可以利用的知識庫，建立具有一定智能的專家系統(tǒng)。這種系統(tǒng)能對機(jī)器狀態(tài)作常規(guī)診斷，解決常見的哥找你個問題，并可自行修正和擴(kuò)承諾過已有的指示哭，不斷提高診斷水平。續(xù)表5-1數(shù)控機(jī)床機(jī)械系統(tǒng)故障的診斷方法2023/11/2545診斷方法分類機(jī)械設(shè)備故障診斷方法原理及特征信息現(xiàn)代診斷技術(shù)溫度監(jiān)測用于機(jī)床運(yùn)行中發(fā)熱異常的檢測，利用各種測溫?zé)犭娕继筋^，測量軸承、軸瓦、電動機(jī)和齒輪箱等裝置的表面溫度，具有快速、正確、方便的特點(diǎn)?；虿捎脺囟扔?jì)、熱電偶、測量貼片、熱敏涂料直接接觸軸承、電動機(jī)、齒輪箱等裝置的表面進(jìn)行測量。裂紋監(jiān)測通過磁性探傷性、超聲波、電阻法、聲發(fā)射法等觀察零件內(nèi)部機(jī)體的裂紋缺陷。測量不同性質(zhì)材料的裂紋應(yīng)采用不同辦法。非破壞性監(jiān)測通過磁性探傷法、超聲波法、電阻法、聲發(fā)射法等觀察零件內(nèi)部集體的裂紋缺陷。測量不同性質(zhì)材料的裂紋應(yīng)采用不同的方法。圖5.2主軸端部的結(jié)構(gòu)形式2023/11/2546圖5.3主軸常用的滾動軸承2023/11/2547圖5.4數(shù)控機(jī)床主軸軸承配置形式

2023/11/2548圖5.5軸承內(nèi)圈移動2023/11/2549圖5.6修磨座圈圖5.7隔套的應(yīng)用2023/11/25502023/11/2551圖5.8主軸前支承的密封結(jié)構(gòu)1-進(jìn)油口；2-軸承；3-套筒；4、5-法蘭盤；6-主軸；7-泄漏孔；8-回油斜孔；9-泄油孔圖5.9非接觸式密封1-端蓋2-螺母

2023/11/2552圖5.10接觸式密封1-甩油環(huán)2-油氈圈3-耐油橡膠密封圈

2023/11/2553表5-3主傳動鏈常見故障診斷及排除方法2023/11/2554序號故障現(xiàn)象故障原因排除方法1加工精度達(dá)不到要求機(jī)床在運(yùn)輸過程中受到?jīng)_擊檢查對機(jī)床精度有影響的各部分，特別是導(dǎo)軌副，并按出廠精度要求重新調(diào)整或修復(fù)安裝不牢固、安裝精度低或有變化重新安裝調(diào)平、緊固2切削振動大主軸箱和床身連接螺釘松動恢復(fù)精度后緊固連接螺釘軸承預(yù)緊力不夠、游隙過大重新調(diào)整軸承游隙。但預(yù)緊力不宜過大，以免損壞軸承軸承預(yù)緊螺母松動，使主軸竄動緊固螺母，確保主軸精度合格軸承拉毛或損壞更換軸承主軸與箱體超差修理主軸或箱體，使其配合精度、位置精度達(dá)到要求其他因素檢查刀具或切削工藝問題如果是車床，則可能是轉(zhuǎn)塔刀架運(yùn)動部位松動或壓力不夠而未卡緊調(diào)整修理續(xù)表5-3主傳動鏈常見故障診斷及排除方法2023/11/2555序號故障現(xiàn)象故障原因排除方法3主軸箱噪聲大主軸部件動平衡不好重做動平衡齒輪嚙合間隙不均或嚴(yán)重?fù)p傷調(diào)整間隙或更換齒輪軸承損壞或傳動軸彎曲修復(fù)或更換軸承，校直傳動軸傳動帶長度不一或過松調(diào)整或更換傳動帶，不能新舊混用齒輪精度差更換齒輪潤滑不良調(diào)整潤滑油量，保持主軸箱的清潔度4齒輪和軸承損壞變擋壓力過大，齒輪受沖擊產(chǎn)生破損按液壓原理圖，調(diào)整到適應(yīng)的壓力和流量變擋機(jī)構(gòu)損壞或固定銷脫落修復(fù)或更換零件軸承預(yù)緊力過大或無潤滑重新調(diào)整預(yù)緊力，并使之潤滑充足續(xù)表5-3主傳動鏈常見故障診斷及排除方法2023/11/2556序號故障現(xiàn)象故障原因排除方法5主軸無變速電氣變擋信號是否輸出電氣人員檢查處理壓力是否足夠檢測并調(diào)整工作壓力變擋液壓缸研損或卡死修去毛刺和研傷，清洗后重裝變擋電磁閥卡死檢修并清洗電磁閥變擋液壓缸撥叉脫落修復(fù)或更換變擋液壓缸竄油或內(nèi)泄更換密封圈變擋復(fù)合開關(guān)失靈更換新開關(guān)6主軸不轉(zhuǎn)動主軸轉(zhuǎn)動指令是否輸出電氣人員檢查處理保護(hù)開關(guān)沒有壓合或失靈檢修壓合保護(hù)開關(guān)或更換卡盤未夾緊工件調(diào)整或修理卡盤變擋復(fù)合開關(guān)損壞更換復(fù)合開關(guān)變擋電磁閥體內(nèi)泄漏更換電磁閥7主軸發(fā)熱主軸軸承預(yù)緊力過大調(diào)整預(yù)緊力軸承研傷或損傷更換軸承潤滑油臟或有雜質(zhì)清洗主軸箱，更換新油續(xù)表5-3主傳動鏈常見故障診斷及排除方法2023/11/2557序號故障現(xiàn)象故障原因排除方法8液壓變速時齒輪推不到位主軸箱內(nèi)撥叉磨損選用球墨鑄鐵作撥叉材料在每個垂直滑移齒輪下方安裝塔簧作為輔助平衡裝置，減輕對撥叉的壓力活塞的行程與滑移齒輪的定位相協(xié)調(diào)若拔叉磨損，予以更換9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動電動機(jī)座，張緊皮帶，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，修磨或更換摩擦片續(xù)表5-3主傳動鏈常見故障診斷及排除方法2023/11/2558序號故障現(xiàn)象故障原因排除方法10主軸沒有潤滑油循環(huán)或潤滑不足液壓泵轉(zhuǎn)向不正確，或間隙太大改變液壓泵轉(zhuǎn)向或修理液壓泵吸油管沒有插入油箱的油面以下將吸油管插入油面以下2/3處油管或?yàn)V油器堵塞清除堵塞物潤滑油壓力不足調(diào)整供油壓力11潤滑油泄漏潤滑油量多調(diào)整供油量檢查各處密封件是否有損壞更換密封件管件損壞更新管件12刀具不能夾緊碟形彈簧位移量小調(diào)整碟形彈簧行程長度刀具松夾彈簧上的螺母松動順時針旋轉(zhuǎn)松夾刀彈簧上的螺母使其最大工作載荷為13kN13刀具夾緊后不能松開松刀彈簧壓合過緊順時針旋轉(zhuǎn)松夾刀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)整液壓力和活塞行程開關(guān)位置（c）（a）（b）（d）圖5.11滾珠絲桿副的安裝方式

1一電動機(jī)2～彈性聯(lián)軸器3一軸承4一滾珠絲桿5一滾珠絲桿螺母2023/11/2559圖5.12墊片結(jié)構(gòu)消隙螺母墊片絲杠FmFm伸張預(yù)緊2023/11/25601234567圖5.13鎖緊雙螺母消隙1、7-螺母2-返向器3-滾珠4-絲杠5-墊圈6-圓螺母螺母1螺母2螺母座內(nèi)齒圈圖5.14齒差式2023/11/25612023/11/2562圖5.15蝸桿-蝸輪齒條工作原理1-油箱2-濾油器3-液壓泵4-電動機(jī)5-溢流閥6-粗濾油器2023/11/2563圖5.16雙厚齒輪的傳動結(jié)構(gòu)2023/11/2564次級初級（b）（a）旋轉(zhuǎn)電動機(jī)

（b）直線電動機(jī)圖5.17旋轉(zhuǎn)電動機(jī)展平為直線電動機(jī)的過程2023/11/2565次級初級次級初級（a）短次級（b）短初級圖5.18直線電動機(jī)的形式表5-4滾珠絲杠常見故障、故障原因及維修方法

2023/11/2566故障現(xiàn)象故障原因維修方法加工工件表面粗造度值高導(dǎo)軌的潤滑油不足，致使溜板爬行加潤滑油，排除潤滑故障滾珠絲杠有局部拉毛或磨損更換或修理絲杠絲杠軸承損壞，運(yùn)動不平穩(wěn)更換損壞軸承伺服電機(jī)未調(diào)整好，增益過大調(diào)整伺服電動機(jī)控制系統(tǒng)反向誤差大，加工精度不穩(wěn)定絲杠軸聯(lián)軸器錐套松動重新緊固，并用百分表反復(fù)測試絲杠軸滑板配合壓板過緊或過松重新調(diào)整或修研，用0.03mm塞尺塞不入為合格絲杠軸滑板配合楔鐵過緊或過松重新調(diào)整或修研，使接觸率達(dá)70%以上，用0.03mm塞尺塞不入為合格滾珠絲杠預(yù)緊力過緊或過松調(diào)整預(yù)緊力，檢查軸向竄動值，使其誤差不大于0.015mm滾珠絲杠螺母副端面與結(jié)合面不垂直，結(jié)合過松修理、調(diào)整或加墊處理絲杠支座軸承預(yù)緊力過緊或過松修理調(diào)整續(xù)表5-4滾珠絲杠常見故障、故障原因及維修方法

2023/11/2567故障現(xiàn)象故障原因維修方法滾珠絲杠制造誤差大或軸向竄動用控制系統(tǒng)自動補(bǔ)償功能消除間隙，用儀器測量并調(diào)整絲杠竄動潤滑油不足或沒有調(diào)節(jié)至各導(dǎo)軌面均有潤滑油其他機(jī)械干涉排除干涉部位滾珠絲杠在運(yùn)轉(zhuǎn)中轉(zhuǎn)矩過大二滑板配合壓板過緊或研損重新調(diào)整或修研壓板，使0.04mm塞尺塞不入為合格滾珠絲杠螺母反向器損壞，滾珠絲杠卡死或軸端螺母預(yù)緊力過大修復(fù)或更換絲杠，并精心調(diào)整絲杠磨損更換伺服電動機(jī)與滾珠絲杠連接不同軸調(diào)整同軸度并緊固連接座無潤滑油調(diào)整潤滑油路超程開關(guān)失靈造成機(jī)械故障檢查故障并排除伺服電動機(jī)過熱報(bào)警檢查故障并排除絲杠螺母潤滑不良分油器是否分油檢查定量分油器油管是否堵塞清除污物使油管暢通續(xù)表5-4滾珠絲杠常見故障、故障原因及維修方法

2023/11/2568故障現(xiàn)象故障原因維修方法滾珠絲杠副噪聲絲杠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杠支承軸承可能破裂如軸承破損，更換新軸承電動機(jī)與絲杠聯(lián)軸器松動擰緊聯(lián)軸器，鎖緊螺釘絲杠潤滑不良改善潤滑條件，使?jié)櫥土砍渥銤L珠絲杠副滾珠有破損更換新滾珠滾珠絲杠運(yùn)動不靈活軸向預(yù)加載荷過大調(diào)整軸向間隙和預(yù)加載荷絲杠與導(dǎo)軌不平行調(diào)整絲杠支座位置，使絲杠與導(dǎo)軌平行螺母軸線與導(dǎo)軌不平行調(diào)整螺母座位置絲杠彎曲變形調(diào)整絲杠滾珠絲杠潤滑狀況不良絲杠副潤滑不良，噪聲較大用潤滑脂潤滑絲杠，需移動工作臺，取下罩套，涂上潤滑脂2023/11