数控机械部件的操作与维护

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1、第6章 数控机械部件的操作与维护 知识目标 技能目标n了解数控机床机械部件维护的基 本知识；n了解主轴部件的特点，掌握主传 动链的维护知识；n理解刀库及换刀机械手的故障诊 断；n掌握导轨副的维护方法，了解导 轨副的故障诊断知识；n掌握液压与气压系统的维护要点 及点检方法及常见故障排除知识 。 n主传动链的维护；n滚珠丝杠螺母副的防护；n刀库及换刀机械手的故障诊 断；n导轨副的维护及故障诊断;n液压与气压系统的维护，液 压系统常见故障的排除。 6.1数控机械部件的操作与维护 6.1.1 机械部件的检查调试（1）n日常维护保养每班加工结束后，应清扫切屑；在工作时注意检查排 屑器是否正常；在工作结束

2、前，应将各伺服轴移离原 点约30cm左右后停机。n机床各运动轴传动链的检查调整 维修人员每年应对数控机床各运动轴的传动链进行一 次检查、调整。 6.1数控机械部件的操作与维护 6.1.1 机械部件的检查调试（2）n各运动轴精度的检查调整 每年应对数控机床的安装精度检测一次。如果精度超 过机床允许值，应进行调整。或使用数控机床的参数 对反向间隙、丝杠螺距误差进行补偿，直到精度符合 要求。n减速撞块的检查调整 应检查机床各运动轴返回参考原点的各减速撞块固定 螺钉是否松动，如果松动，应将其紧固 。 6.1数控机械部件的操作与维护 6.1.1 机械部件的检查调试（3）n液压系统的检查调整 按规定对液压

3、系统进行检查调整。n气动系统的检查调整 每天检查压缩空气的压力是否正常；每月检查润滑器 内的润滑油是否用完，及时添加规定品牌的润滑油等 。 n润滑部分的检查调整 对加工中心的自润滑单元，润滑工每周定期加油一次； 操作者应随时注意CRT显示器上的运动轴监控画面； 维修人员每年应进行一次润滑油分配装置的检查。 6.1.2机械部件常见故障的处理 数控机床机械故障类型n功能型故障主要指工件加工精度方面的故障。n动作型故障n主要指机床各执行部件的动作故障。n使用型故障n主要指因使用不当引起的故障。n结构型故障n主要指主轴发热，主轴箱噪声大，切削时产生振动等 。 6.1.2机械部件常见故障的处理 机械部件

4、的常见故障处理（1）n进给传动链故障 如定位精度下降，反向间隙过大，机械爬行，轴承噪 声过大 。n主轴部件故障 自动拉紧刀柄装置、自动变档装置及主轴运动精度的 保持性等。 n自动换刀装置（ATC）的故障 刀库运动故障，定位误差过大，机械手夹持刀柄不稳 定，机械手运动误差过大等。 6.1.2机械部件常见故障的处理 机械部件的常见故障处理（2）n位置检测用行程开关压合故障在机床长期工作中，运动部件运动特性的变化、压合行 程开关的机械装置可靠性及行程开关本身品质特性等 都影响整机的故障率。n配套附件的可靠性 配套附件包括切削装置，排屑器、导轨防护罩、切削 液防护罩、主轴冷却恒温油箱和液压油箱等。 6

5、.1.2机械部件常见故障的处理机械故障的常规处理方法 n注意故障信息n分析故障原因 n检测、排除故障 先查外部后查内部；先查机 械后查电气 ；先简单后复杂 6.2.1主轴部件的维护6.2.1主轴部件维护的特点（1）n主轴部件的支承一般中小型数控机床（如车床、铣床、加工中心、磨 床）的主轴部件大多采用成组高精度滚动轴承；重型 数控机床采用液体静压轴承；而高精度数控机床（如 坐标磨床）一般采用气体静压轴承；超高转速（在主 轴转速达到210万r/min）的主轴轴承可采用磁力轴承或氮化硅材料的陶瓷滚珠轴承。 6.2.1主轴部件的维护6.2.1主轴部件维护的特点（2）n主轴润滑与密封（1）主轴润滑 油气

6、润滑方式与喷油润 滑方式 。（2）密封 在密封件中，被密封的 介质往是以穿漏渗透或 扩散的形式越泄漏到密 封连接处的彼侧。 6.2.1主轴部件的维护6.2.1主轴部件维护的特点（3）n主轴内刀具的自动夹紧和切屑的清除（1）刀具的自动夹紧 在具有自动换刀功能的数控机床的刀具自动夹紧装置中，刀具自动夹紧装置的刀杆常采 用7:24的大锥度锥柄，既利于定心，也为松开带来方 便。用碟形弹簧（见图6.2）通过拉杆及夹头拉住刀柄 的尾部，使刀具锥柄与主轴锥孔紧密配合，夹紧力达 到10000N以上。松刀时，通过液压缸活塞推动拉杆来 压缩碟形弹簧，使夹头胀开，夹头与刀柄上的拉钉脱 离，刀具即可拔出以进行刀具的交

7、换。新刀装入后， 液压缸活塞后移，新的刀具又被碟形弹簧拉紧。 6.2.1主轴部件的维护6.2.1主轴部件维护的特点（4）n图6.2 带有变速 齿轮的主传动n1主轴 2弹簧 卡头 3碟形弹 簧 4拨叉 5 变速液压缸 6 松刀气缸 7编 码器 8联轴器 9同步带轮 6.2.1主轴部件的维护6.2.1主轴部件维护的特点（5）n（2）切屑的清除在活塞推动松开刀柄过程中，压缩空气由喷嘴头经过活塞中心孔和拉杆中的孔吹出，将锥 孔清理干净，防止主轴锥孔中掉入切屑和灰尘，划伤 主轴锥孔表面和刀杆的锥柄，同时保证刀杆的正确位 置。对于自动换刀的数控机床来说，主轴锥孔的清洁 是十分重要的。如果在主轴锥孔中掉进了

8、切屑或其它 污物，在拉紧刀具时，主轴锥孔表面和刀杆的锥柄就 会被划伤，使刀杆发生偏斜，破坏刀具的正确定位， 影响加工零件的精度，甚至使零件报废。 6.2.2主传动链的维护(1)n注意机床主传动的结构、性能参数，严禁超性能使用。n主传动链出现不正常现象时，应立即停机并及时排除 故障。 n操作者应注意观察主轴箱的温度，检查主轴润滑恒温 油箱，调控温度范围，并保持油量充足。n使用带传动的主轴系统，需定期观察调整主轴驱动皮带的松紧程度，防止因皮带打滑而造成丢转现象。n对于液压系统平衡主轴箱重量的平衡系统，需定期观 察液压系统的压力表，当油压低于要求值时，要及时进行补油。 6.2.2主传动链的维护(2)

9、n用液压拔叉变速的主传动系统，必须在主轴停车后才 能进行变速。n用啮合式电磁离合器变速的主传动系统，离合器必须 在低于12r/min 的转速下变速。n要注意保持主轴与刀柄连接部位以及刀柄的清洁，并 应防止对主轴的机械碰撞。n每年应对主轴润滑恒温油箱中的润滑油进行一次更新 ，并清洗过滤器；每年清洗润滑油池底一次，并更换液压泵滤油器。 6.2.2主传动链的维护(3)n每天检查主轴的润滑恒温箱，使其油量充足，以保证正常工作。 n防止各种杂质进入润滑油箱，保持油液清洁。n经常检查轴端及各处密封，防止润滑油的泄漏。n夹具夹紧装置长时间使用后，需及时调整液压缸活塞的位移量。n经常检查压缩空气气压，并调整到

10、标准要求值。 6.2.2滚珠丝杠副的维护6.3.1滚珠丝杠螺母副的结构特点n定义n滚珠丝杠螺母副是一种在丝杠与螺母副间以滚珠作为 滚动体的螺旋传动元件。n工作原理n当丝杠相对于螺母旋转时，两者发生轴向位移，而滚 珠则可沿着滚道流动。n分类n按滚珠返回的方式不同可以分为内循环式和外循环式 两种。6.3.1滚珠丝杠螺母副的结构特点n外循环方式（见右上图）1丝杠 2螺母 3 滚珠 4反向器n内循环方式（见右下图） 1弯管 2压板 3 丝杠 4滚环 5 螺纹管道6.3.1滚珠丝杠螺母副的维护方法（1）n轴向间隙的调整 双螺母加预紧力、单螺母变导程自预紧和单螺母过盈 滚珠预紧等几种。其中常用的双螺母丝杠

11、消除间隙的 方法有垫片调隙法、螺纹调隙法和齿差调隙法三种。 n支承轴承的定期检查定期检查丝杠支承与床身的连接是否损坏及导轨间的 平行度是否保持在允差范围内。6.3.1滚珠丝杠螺母副的维护方法（2）n滚珠丝杠杠副的防护防护罩防护与密封圈防护 n滚珠丝杠副的润滑 润滑剂可分为润滑油和润滑脂两大类。润滑油为一般 机油或90180透平油或140主轴油，而润滑脂一般采用锂基润滑脂。 6.4刀库及换刀装置的维护 6.4.1刀库及换刀机械手的维护方法（1）n严禁把超重，超长，非标准的刀具装入刀库，防止在 机械手换刀时掉刀或刀具与工件、夹具等发生碰撞。n采取顺序选刀方式的机床必须注意刀具放置在刀库上 的顺序是

12、否正确。其他的选刀方式也要注意所换刀具 号是否与所需刀具一致，防止换错刀具导致事故发生 。n用手动方式往刀库上装刀时，要确保放置到位，牢固 ，同时还要检查刀座上锁紧装置是否可靠。n刀库容量较大时，重而长的刀具在刀库上应均匀分布 ，避免集中于一段。否则易造成刀库的链带拉得太紧 ，变形较大，并且可能有阻滞现象，使换刀不到位。 6.4刀库及换刀装置的维护 6.4.1刀库及换刀机械手的维护方法（2）n刀库的链带不能调得太松，否则会有“飞刀”的危险 。n经常检查刀库的回零位置是否正确，机床主轴回换刀 点的位置是否到位，发现问题应及时调整，否则不能 完成换刀动作。n要注意保持刀具刀柄和刀套的清洁，严防异物

13、进入。n开机时，应先使刀库和换刀机械手空运行，检查各部 分工作是否正常，特别是各行程开关和电磁阀能否正 常动作。检查机械手液压系统的压力是否正常，刀具 在机械手上锁紧是否可靠，发现异常时应及时处理。 6.4.1刀库及换刀机械手的故障诊断（1）故障现象故障原因排除方法刀库不能 旋转 联接电动机轴与蜗杆轴的联轴器松动 ；刀具重量超重 紧固联轴器上的螺钉 ；刀具重量 不得超过规定值 刀套不能 夹紧刀具 刀套上的调整螺钉松动或弹簧太松， 造成卡紧力不足 ；刀具超重 顺时针旋转刀套两端的调节螺母 ，压紧弹簧，顶紧卡紧销 ；刀具 重量不得超过规定值 刀套上不 到位 装置调整不当或加工误差过大而造成 拨叉位

14、置不正确 ；限位开关安装不正 确或调整不当造成反馈信号错误 调整好装置，提高加工精度；重 新调整安装限位开关 刀具不能 夹紧 风气泵气压不足 ；增压漏气 ；刀具 卡紧液压缸漏油 ；刀具松卡弹簧上的 螺母松动 使空气泵气压在额定范围内 ；关 紧增压 ；更换密封装置，卡紧液 压缸不漏 ；旋紧螺母 6.4.1刀库及换刀机械手的故障诊断（2）故障现象故障原因排除方法刀具夹紧后 不能松开 松锁刀的弹簧压力过紧 调节锁刀弹簧上的螺钉，使其最大载 荷不超过额定值 刀具从机械 手中脱落 机械手卡紧销损坏或没有弹出 来 ；换刀时主轴箱没有回到 换刀点或换刀点发生漂移 ； 机械手抓刀时没有到位，就开 始拔刀 ；刀

15、具重量超重 更换卡紧销或弹簧 ； 重新操作主轴 箱运动，使其回到换刀点位置，并重 新设定换刀点 ；调整机械手手臂，使 手臂爪抓紧刀柄后再拔刀 ；刀具重量 不得超过规定值 刀具夹紧后 不能松开 松锁的弹簧压合过紧 调松夹刀弹簧上的螺钉，使其最大载 荷不得超过规定值 机械手换刀 速度过快或 过慢 气压太高或节流闪阀开口过大 保证气泵的压力和流量，旋转节流阀 到换刀速度合适 换刀时换不 到刀 刀位编码用组合行程开关、接 近开关等元件损坏、接触不好 或灵敏度降低 更换损坏元件 6.4.1刀库及换刀机械手的故障诊断（3）故障现象故障原因排除方法转塔刀架 没有抬起 动作 控制系统是否有T指令输出信号 ；抬

16、起电磁铁断线或抬起阀杆卡 死 ；压力不够 ；抬起液压缸研 损或密封圈损坏 ；抬起液压缸 研损或密封圈损坏 如未能输出，请电器人员排除 ；修理 或清除污物，更换电磁阀 ；检查油箱 并重新调整压力修复研损部分或更换密 封圈 ；修复研损部分或更换零件 转塔转位 速度缓慢 或不转位 检查是否有转位信号发出 ；检 查是否有转位信号发出 ；检查 是否有转位信号发出 ；检查是 否有转位信号发出 ；转位速度 节流阀是否卡死 ；凸轮轴压盖 过紧 ；抬起液压缸体与转塔平 面产生摩擦、磨损 ；安装附件 不配套 检查转位继电器是否吸合 ；检查转位 继电器是否吸合 ；检查转位继电器是 否吸合 ；检查转位继电器是否吸合 ； 清洗节流阀或更换 ；调整调节螺钉 ； 松开联接盘进行转位试验；取下联接盘 配磨平面轴承下的调整垫，并使相对间 隙在0.04 ；松开联接