毕业设计-数控机床主轴部件及维护W维修

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1、1烟台工程职业技术学院数控技术 系 数控设备应用与维护 专业 08 级毕业设计（论文）题 目:数控机床主轴部件及维护维修姓名 宋 晓 学号 2008080043 指导教师（签名） 二一十月二十日2烟台工程职业技术学院毕业设计（论文)诚 信 承 诺 书本人慎重承诺：我所撰写的设计（论文） 数控机床主轴部件及维护维修是在老师的指导下自主完成，没有剽窃或抄袭他人的论文或成果。如有剽窃、抄袭，本人愿意为由此引起的后果承担相应责任。毕业论文（设计）的研究成果归属学校所有。学生(签名)年 月 日3目录摘要4前言4一、数控机床的发展4（一）数控机床的概念 4（二）数控机床的特点 4（三）数控机床的发展史 5

2、（四）数控机床的分类 6二、数控机床主轴的主要部件7（一）主轴轴承配置的主要形式7（二）主轴内刀具的自动夹紧和切削的清除装置7（三）主轴准停装置8三、数控机床的维护维修8（一）数控机床维护的目的及意义8（二）数控机床维护保养的基本要求 9四、与主轴相关的维护维修9（一）主轴部件的日常保养94（二）与主轴相关的一些故障的维修10结 论 11结束语11参考文献与附录 11数控机床主轴部件及维护维修XX摘要数控机床是用数字代码形式的信息（程序指令） ，控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床。数控机床具有广泛的适应性。随着数控技术的发展，采用数控系统的机床品种日益增多。主轴部件是数

3、控机床机械部分中重要组成部件，主要由主轴、轴承、主轴准停装置、自动装夹和切削清除装置组成。主轴部件的润滑、冷却和密封在机床使用与维护时是非常重要的。【关键词】 数控机床 主轴部件 维护 维修 前言在企业生产中，数控机床能否达到加工精度高、产品质量稳定、提高生产效率的目标，这不仅取决于机床本身的精度和性能，很大程度上也与操作者在生产中能否正确地对数控机床进行维护保养和使用密切相关。只有坚持做好对机床的日常维护保养工作，才可以延长元器件的使用寿命，延长机械部件的磨损周期，防止意外恶性事故的发生，争取机床长时间稳定工作；也才能充分发挥5数控机床加工优势，达到数控机床的技术性能，确保数控机床能够正常工

4、作，因此，这无论是对数控机床的操作者，还是对数控机床的维修人员来说，数控机床的维护与保养就显得非常重要，我们必须高度重视。本论文主要以实际生产中的数控机床的容易发生的故障为例，讲述了维护维修应注意的问题和方法。一、数控机床的发展（一）数控机床的概念数字控制机床是将加工过程所需的各种操作，如主轴变速、松加工件、进刀与退刀、开车与停车、自动关停冷却液等，以及工件的形状尺寸用数字化的代码表示，通过控制介质将数字信息送人数控装置，数控装置对输入的信息进行处理与运算，发出各种控制信号，控制机床的伺服系统或其他驱动元件，使机床自动加工出所需工件的机床，简称数控机床。（二）数控机床的特点数控机床具有广泛的适

5、应性，加工对象改变时只需要改变输入的程序指令；加工性能比一般自动机床高，可以精确加工复杂型面，因而适合于加工中小批量、改型频繁、精度要求高、形状又较复杂的工件，并能获得良好的经济效果。随着数控技术的发展，采用数控系统的机床品种日益增多，有车床、铣床、镗床、钻床、磨床、齿轮加工机床和电火花加工机床等。此外还有能自动换刀、一次装卡进行多工序加工的加工中心、车削中心等。（三）数控机床的发展简史1948 年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制飞机螺旋桨叶片轮廓样板的加工设备。由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出计算机控制机床的设想。1949 年，该公司在美国麻省理工学院（

6、MIT）伺服机构研究室的协助下，开始数控机床研究，并于 1952 年试制成功第一台由大型立式仿形铣床改装而成的三坐标数控铣床，不久即开始正式生产，于 1957 年正式投入使用。这是制造技术发展过程中的一个重大突破，标志着制造领域中数控加工时代的开始。数控加工是现代制造技术的基础，这一发明对6于制造行业而言，具有划时代的意义和深远的影响。世界上主要工业发达国家都十分重视数控加工技术的研究和发展。当时的数控装置采用电子管元件，体积庞大，价格昂贵，只在航空工业等少数有特殊需要的部门用来加工复杂型面零件；1959 年，制成了晶体管元件和印刷电路板，使数控装置进入了第二代，体积缩小，成本有所下降；196

7、0 年以后，较为简单和经济的点位控制数控钻床，和直线控制数控铣床得到较快发展，使数控机床在机械制造业各部门逐步获得推广。我国于 1958 年开始研制数控机床，成功试制出配有电子管数控系统的数控机床，1965 年开始批量生产配有晶体管数控系统的三坐标数控铣床。1965 年，出现了第三代的集成电路数控装置，不仅体积小，功率消耗少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的发展。60 年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统（简称 DNC） ，又称群控系统；采用小型计算机控制的计算机数控系统（简称 CNC）,使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。1974 年

8、，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置（简称 MNC） ，这是第五代数控系统。第五代与第三代相比，数控装置的功能扩大了一倍，而体积则缩小为原来的 1/20，价格降低了 3/4，可靠性也得到极大的提高。 80 年代初，随着计算机软、硬件技术的发展，出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置；数控装置愈趋小型化，可以直接安装在机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。时 间 名 称1952 年 NC 数控铣床1958 年 MC 加工中心1961 年 DNC 计算机直接数控1965 年 AC 自适应控制1973 年 CNC 计算机数控197

9、4 年 CAC/CAM 计算机辅助设计/制造71979 年 FMC/FMS 柔性制造单元/系统1980 年 CIMS 计算机集成制造系统未来数控机床的类型将更加多样化，多工序集中加工的数控机床品种越来越多；激光加工等技术将应用在切削加工机床上，从而扩大多工序集中的工艺范围；数控机床的自动化程度更加提高，并具有多种监控功能，从而形成一个柔性制造单元，更加便于纳入高度自动化的柔性制造系统中。（四）数控机床的分类经过几十年的发展，目前的数控机床已实现了计算机控制并在工业界得到广泛应用，在模具制造行业的应用尤为普及。 针对车削、铣削、磨削、钻削和刨削等金属切削加工工艺及电加工、激光加工等特种加工工艺的

10、需求，开发了各种门类的数控加工机床。数控机床种类繁多，一般将数控机床分为 16 大类：1、数控车床(含有铣削功能的车削中心) 2、数控铣床(含铣削中心) 3、数控铿床 4、以铣程削为主的加工中心 5、数控磨床(含磨削中心) 6、 、数控钻床(含钻削中心) 7、数控拉床 8、数控刨床 9、数控切断机床 10、数控齿轮加工机床 11、数控激光加工机床 12、数控电火花线切割机床 13、数控电火花成型机床(含电加工中心) 14、数控板村成型加工机床 15、数控管料成型加工机床 16、其他数控机床数控机床正向着高精度、高速化、智能化、复合化发展。二、数控机床主轴的主要部件8主轴部件是机床的重要部件之一

11、，其精度、抗振性和热变性对加工质量有直接影响，特别是数控机床在加工过程中不进行人工调整，这些影响就更为严重。数控机床主轴部件在结构上要解决好主轴的支承、主轴内刀具的自动装夹、主轴的定向停止等问题。（一）主轴轴承配置的主要形式其主要有三种形式，1.前支承采用双列短圆柱滚子轴承 60角接触双列向心推力球轴承组合。后支承采用成对向心推力球轴承。此配置可提高主轴的综合刚度，并可以满足力切削的要求。2.前轴承采用高精度双列向心力球轴承，向心推力球轴承具有良好的高速性，但它的承载能力小，只适于高速、轻载、精密的数控机床的主轴。3.双列和单列圆锥滚子轴承，这种轴承径向和轴向的刚度都很高，能承受重载荷，尤其是

12、可承受较强的动载荷。安装、调正性能好，但主轴转速受到限制，主轴的精度也受到影响，所以只能用在中等精度、低速、重载的数控主轴上。（二）主轴内刀具的自动夹紧和切削的清除装置自动清除主动承中的切削和灰尘是换到操作中的一个重要问题，因为有切屑会划伤主轴孔及刀柄表面，甚至刀杆偏斜，定位不准，零件加工不对。所以在换刀时，用压缩空气吹一下。（三）主轴准停装置在换刀时，刀柄上的键槽要对准主轴的端面键。这就是准确定位功能。由于主轴在固定的圆周位置上换刀，使得刀柄与主轴相对位置的一致性，同时也减少了被加工孔的尺寸的分散度。主轴准停是当主轴要停车换刀时，发出降速信号，主轴箱自动改变传动路线，使主轴转换到最低速运转。

13、三、数控机床的维护维修数控机床维修工作所包含的内容有：日常维护、修理和排除故障。（一）数控机床维护的目的及意义 我们知道，数控机床是一种综合运用了计算机技术、自动控制技术、自动9检测技术和精密机械设计和制造等先进技术的高新技术的产物，是技术密集度及自动化程度都很高的、典型的机电一体化产品。与普通机床相比较，数控机床不仅具有零件加工精度高、生产效率高、产品质量稳定自动化程度极高的特点，而且它还可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂曲面的零件加工，因而数控机床在机械制造业中的地位显得愈来愈为重要。我们甚至可以这样说，在机械制造业中，数控机床的档次和拥有量，是反映一个企业制造能力的重要标志。但

14、是，我们应当清醒地认识到：在企业生产中，数控机床能否达到加工精度高、产品质量稳定、提高生产效率的目标，这不仅取决于机床本身的精度和性能，很大程度上也与操作者在生产中能否正确地对数控机床进行维护保养和使用密切相关。与此同时，我们还应当注意到，数控机床维修的概念，不能单纯地理解是数控系统或是数控机床的机械部分和其它部分在发生故障时，仅仅是依靠维修人员如何排除故障和及时修复，使数控机床能够尽早地投入使用就可以了，这还应包括正确使用和日常保养等工作。综上两方面所述，只有坚持做好对机床的日常维护保养工作，才可以延长元器件的使用寿命，延长机械部件的磨损周期，防止意外恶性事故的发生，争取机床长时间稳定工作；也才能充分发挥数控机床加工优势，达到数控机床的技术性能，确保数控机床能够正常工作，因此，这无论是对数控机床的操作者，还是对数控机床的维修人员来说，数控机床的维护与保养就显得非常重要，我们必须高度重视。（二）数控机床维护保养的基本要求 我们懂得了数控机床的维护与保养的目的和意义后，还必须明确其基本要求。主要包括：1.在思想上要高度重视数控机床的维护与保养工作。尤其是对数控机床的操作者更应如此，我们不能只管操作，而忽视对数控机床的日常维护与保养。2.提高