高职毕业生毕业设计（论文）数控机床的维护与保养

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1、*#$#学院高职毕业生毕业设计（论文）课题名称 数控机床的维护与保养 专业 班级 学号 姓名 指导教师 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）题目 数控机床的维护与保养 专业： 数控技术 姓名： * 毕业设计（论文）工作起止时间：2010年12月6日至2011年1月8日毕业设计（论文）的内容：1、我国数控系统的发展史； 2、数控机床几何精度的检测； 3、合理地使用数控机床； 4、数控机床的常见故障与分析； 5、常见故障的排除方法； 6、维修中应注意的事项； 7、数控机床电气、液压和冷却润滑系统的保养； 8、参考文献； 指导教师（签名）： 系主任（签名）： 2010年10月8日引 言 近年来,

2、数控机床大量用于制造业中, 成为企业生 产的关键设备, 带来很大的效益; 但是数控机床的先进 性、复杂性、智能化高的特点, 也使数控机床维护保养 工作要求较高, 出现的故障种类增多, 诊断较为困难。 一，我国数控系统的发展史 1.我国从1958年起，由一批科研院所，高等学校和少数机床厂起步进行数控系统的研制和开发。由于受到当时国产电子元器件水平低，部门经济等的制约，未能取得较大的发展。 2.在改革开放后，我国数控技术才逐步取得实质性的发展。经过“六五(81-85年)的引进国外技术， “七五”(86-90年)的消化吸收和“八五”(91一-95年)国家组织的科技攻关，才使得我国的数控技术有了质的飞

3、跃，当时通过国家攻关验收和鉴定的产品包括北京珠峰公司的中华I型，华中数控公司的华中I型和沈阳高档数控国家工程研究中心的蓝天I型，以及其他通过“国家机床质量监督测试中心”测试合格的国产数控系统如南京四开公司的产品。 3.我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到50%，库存超过4个月。从1 9 9 5年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术

4、攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用，尤其是在1 9 9 9年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。二、数控机床几何精度的检测 数控机床的高精度最终是要靠机床本身的精度来保证，数控机床精度包括几何精度和切削精度。另一方面，数控机床各项性能的好坏及数控功能能否正常发挥将直接影响到机床的正常使用。因此，数控机床精度检验对初始使用的数控机床及维修调整后机床的技术指标恢复是很重要的。 精度检测内容主要包括数控机床的几何精度、定位精度和切削精度。数控机床的几何精度检验，又称静态精度检验，是综合反映机床关键零部件经组装后的综合几何形状误差。目前，检测机床几

5、何精度的常用检测工具有精密水平仪、精密方箱、直角尺、平尺、平行光管、千分表、测微仪、高精度检验棒及刚性好的千分表杆等。检测工具的精度必须比所测的几何精度高一个等级，否则测量的结果将是不可信的。每项几何精度的具体检测方法可按照GBT 2194822008“数控升降台铣床检验条件” 、GBT 1840092007“加工中心检验条件”等有关标准的要求进行，亦可按机床出厂时的几何精度检测项目要求进行。机床几何精度的检测必须在机床精调后依次完成，不允许调整一项检测一项，因为几何精度有些项目是相互关联相互影响的。数控机床几何精度的检查在几何精度检测中必须对机床地基有严格要求，应当在地基及地脚螺栓的固定混凝

6、土完全固化后再进行。精调时应把机床的主床身调到较精确的水平面以后，再精调其他几何精度。有一些几何精度项目是互相联系的，例如在立式加工中心检测中，如发现y轴上数控机床和Z轴方向移动的相互垂直度误差较大，则可以适当调整立柱底部床身的地脚垫铁，使立柱适当前倾或后仰，减小该项误差。但这样也会改变主轴回转轴心线对工作台面的垂直度误差。因此，对各项几何精度检测工作应在精调后一气呵成，不允许检测一项调整一项，否则会造成由于调整后一项几何精度而把已检测合格的前一项精度调成不合格机床几何精度检测应在机床稍有预热的条件下进行，所以机床通电后各移动坐标应往复运动几次，主轴也应按中速回转几分钟后才能进行检测， 以普通

7、立式加工中心为例，该机床的几何精度检测内容如下：工作台面的平面度；各坐标方向移动的相互垂直度； X坐标方向移动时工作台面的平行度； y坐标方向移动时工作台面的平行度； X坐标方向移动时工作台面数控机床T形槽侧面的平摇臂钻床行度； 主轴的轴向窜动； 主轴孔的径向跳动； 主轴箱沿Z坐标方向移动时主轴轴心线的平行度； 主轴回转轴心线对工作台面的垂直度； 主轴箱在Z坐标方向移动时的直线度等。二、普通卧式加工中心几何精度检测内容与立式加工中心几何精度检测内容大致相似，仅多几项与平面转台有关的几何精度。 数控机床定位精度，是指机床各坐标轴在数控装置控制下运动所能达到的位置精度。数控机床的定位精度又可以理解

8、为机床的运动精度。普通机床由手动进给，定位精度主要决定于读数误差，而数控机床的移动是靠数字程序指令实现的，故定位精度决定于数控系统和机械传动误差。机床各运动部件的运动是在数控装置的控制下完成的，各运动部件所能达到的精度直接反映加工零件所能达到的精度，所以，定位精度是一项很重要的检测内容。定位精度主要检测以下内容： 各直线运动轴的定位精度和重复定位精度； 直线运动各轴机械原点的复归精度； 直线运动各轴的反向误差； 回转运动(回转工作台)的定位精度和重复数控机床定位精度； 回转运动的反向误差； 回转轴原点的复归精度。测量直线运动的检测工具有：测微仪和成组块规、标准刻度尺、光学读数显微镜和双频激光干

9、涉仪等。回转运动检测工具有：360齿精确分度的标准转台或角度多面体、高精度圆光栅及平行光管等。三、切削精度的检验机床的切削精度，又称动态精度，是一项综合精度，它不仅反映了机床的几何精度和定位精度，同时还包括了试件的材料、环境温度、数控机床刀具性能以及切削条件等各种因素造成的误差和计量误差。为了反映机床的真实精度，要尽量排除其他因素的影响。切削试件时可参照GBT 209592007“精加工试件精度检验”规定的有关条文的要求进行，或按机床厂规定的条件，如试件材料、刀具技术要求、主轴转速、背吃刀量、进绐速度、环境温度以及切削前的机床空运转时间等。切削精度检验可分单项加工精度检验和加工一个标准的综合性

10、试件精度检验两种。被切削加工试件的材料除特殊要求外，一般都采用一级铸铁，使用硬质合金刀具按标准的切削用量切削。 对于普通立式加工中心来说，其主要单项加工有以下几项： 镗孔精度；端面铣刀铣削平面的精度； 镗孔的孔距精度和孔径分散度； 直线铣削精度； 斜线铣精度； 圆弧铣削精度。对于普通卧式加工中心，摇臂钻床则还应增加数控机床以下几个项目： 箱体掉头镗孔同轴度；水平转台回转90铣四方加工精度。三、 合理地使用数控机床 1.1 数控机床的工作场地选择 ( 1) 避免阳光的直接照射和其它热辐射、避免太潮 湿或粉尘过多的场所,尽量在空调环境中使用,保持室 温20左右。由于我国处于温带气候、受季风影响、温

11、 度差异大, 对于精度高、价格贵的数控机床,应置于有 空调的房间中使用。( 2) 要避免有腐蚀气体的场所。因 腐蚀气体易使电子元件变质,或造成接触不良,或造成 元件短路,影响机床的正常运行。( 3) 要远离振动大的 设备(如冲床、锻压设备等)。对于高精度的机床还应采 用防振措施(如防振沟等)。( 4) 要远离强电磁干扰源,使 机床工作稳定。 1.2 数控机床的电源 数控系统对电源要求较严,一般要求工作电压为220V10%。针对我国供电工况,对于有条件的企业,可 为数控机床采取专线供电或增设稳压装置,以减少供电 品质差的影响, 为数控系统的正常运行提供有力保证。 1.3数控机床配置合适的自动编程

12、系统 手工编程对于外形不太复杂或编程量不大的零件 程序, 简单易行。当工件比较复杂时(如凸轮或多维空 间曲面等),手工编程周期长(数天或数周)、精度差、易 出错。因此,快速、准确地编制程序就成为提高数控机 床使用率的重要环节; 为此, 有条件的用户最好配置必 要的自动编程系统,提高编程效率。 1.4数控机床配置必要的附件和刀具 为了充分发挥数控机床的加工能力, 必须配备必要 的附件和刀具。切忌花了几十万元钱买来一台数控机床,因缺少一个几十元或几百元的附件或刀具而影响整 机的正常运行。由于单独签订合同购买附件的单价大大 高于随同主机一起供货的附件单价,因此, 有条件的企 业尽量在购买主机时一并购

13、置易损部件及其它附件。 1.5加工前的准备 加工前要审查工件的数控加工工艺性, 应重视生 产技术准备工作(包括工件数控加工工艺分析、加工程 序编制、工装与刀具配置、原材料准备及试切加工等) 以缩短生产准备时间,充分提高数控机床的使用效率。 合理安排适合在数控机床加工的各种工件, 安排好数 控机床加工运转所需的节拍。 1.6为维修保养做好准备 建立一支高水平的维修队伍, 保存好设备的完整 四、数控机床的常见故障与分析4.1 故障发生的阶段 故障是指设备或系统因自身原因而丧失规定功能 的现象。发生故障具有相同的规律, 一般分为三个区域: 1) 初期运行区, 故障率较高 , 故障曲线呈上升趋势,此区

14、故障多数属于设计制造和装配缺陷造成的。2) 正常运行区,此时故障曲线趋近水平, 故障率低, 此区故障一 般是由操作和维护不良造成的偶发事故。3) 衰老区 , 此区故障率大, 故障曲线上升快, 主要原因是运行过久、机 件老化和磨损过度造成的。 4.2 故障的分类 按结构分为机械和电气两类; 按故障源分为机械 故障和控制故障两类; 就其数控系统而言分为硬件故 障、软件故障、干扰故障三类。要判断是机械方面故障还是控制系统故障, 其分析方法是: 先检查控制系统,看程序能否正常运行, 显示和其它功能键是否正常, 有 无报警现象等; 再检查电机和检测元件, 是否能正常运 转, 有无间歇或抖动现象, 有无定

15、位不准等问题。如果 没有上述问题, 则可初步判断故障原因在机械方面, 着 重检查传动环节。检查传动环节时应使电机断电, 用手 动并配合打表检查机器。 4.3数控系统的常见故障分析 1、 位置环。这使数控系统发出控制指令, 并与位 置检测系统的反馈值相比较 , 进一步完成控制任务的 关键环节; 它有很高的工作频度 , 并与外设相联接, 容 易发生故障。常见的故障有: 位控环报警: 可能是测 量回路开路, 测量系统损坏 , 位控单元内部损坏。 不 发指令就运动 , 可能是漂移过高, 正反馈, 位控单元故障, 测量元件损坏。测量元件故障, 一般表现为无反 馈值; 机床回不了基准点; 高速时漏脉冲产生报警, 可 能的原因是光栅或读头脏了;