《数控机床故障诊断与维修 教学课件 ppt 作者 朱文艺 陆全龙 主编 曾春 刘景军 副主编 第 四 章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控机床故障诊断与维修 教学课件 ppt 作者 朱文艺 陆全龙 主编 曾春 刘景军 副主编 第 四 章（110页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 4 章数控机床机械部分的故障诊断与维修,本章要点 1 了解数控机床机械部分故障诊断的任务 2 掌握主轴部件的故障诊断与维修 3 掌握滚珠丝杠螺母副的故障诊断与维修 4 掌握导轨副的故障诊断与维修 5 掌握刀库及换刀装置的故障诊断与维修 6 了解液压与气动系统的故障诊断与维修,全国高职高专数控模具规划教材,第 4 章数控机床机械部分的故障诊断与维修,4.1 主轴部件的故障诊断与维修 4.2 滚珠丝杠螺母副的诊断与维修 4.3 导轨副、刀库及换刀装置常见故障诊断与维修 4.4 液压与气动系统的故障诊断与维修,全国高职高专数控模具规划教材,相关知识,数控机床在运行过程中，机械零件不断受到力、热、
2、摩擦、磨损等多种因素的作用，其运行状态不断变化，其中就可能包含有故障信息。,全国高职高专数控模具规划教材,相关知识,所谓机械故障诊断，就是对机械系统所处的状态进行 监测，判断其是否正常。当机械系统出现异常时，会使某 些特性发生改变，产生各种物理和化学参数的变化，发出 各种不同的信息。维修人员捕捉这些变化的征兆，检测变 化的信号及规律，从而判定故障发生的部位、性质、大 小，分析原因和异常，预报其发展趋势，判别损坏情况， 做出决策，消除故障隐患，防止事故的发生。,全国高职高专数控模具规划教材,相关知识,机械故障诊断的任务 诊断引起机械系统的劣化或故障的主要原因。 掌握机械系统劣化、故障的部位、程度
3、及原因 等情况。 了解机械系统的性能、强度和效率。 预测机械系统的可靠性及使用寿命。,全国高职高专数控模具规划教材,数控机床机械故障诊断包括对机床机械部件运行状态的识别、预报和监测 3 个方面的内容。 应用机械故障诊断技术对机械系统进行监测和诊断，可以及时发现机器的故障和预防设备恶性事故的发生，从而避免人员的伤亡，环境的污染和巨大的经济损失，还可以找出生产系统中的事故隐患，从而对机械设备和工艺进行改造，以消除事故隐患。还可有利于设备维修制度的改革，将传统的定期维修改变为预知维修，从而大大提高机械系统运行的安全性。可靠性和利用事，节约大量维修时间和费用，进而产生巨大的经济效益。,相关知识,全国高
4、职高专数控模具规划教材,数控机床的机械结构基本组成 主传动系统。 进给系统。 机床基础件。 实现某些部件动作和辅助功能的系统和装 置。,相关知识,全国高职高专数控模具规划教材, 刀库、刀架及自动换刀装置。 自动托盘交换装置。 实现工件回转，分度定位的装置和附件。 特殊功能装置。,相关知识,全国高职高专数控模具规划教材,数控机床的主传动系统将动力传递给主轴，保证主轴 具有切削所需要的转矩和速度。主轴部件是影响机床加工 精度的主要部件，它的回转精度影响工件的加工精度，它 的功卒大小与回转速度影响加工效卒，它的自动变速。准 停和换刀影晌机床的自动化程度。因此，要求主轴部件具 有与本机床工作性能相适应
5、的高回转精度、刚度、抗振 性、耐磨性和低的温升。数控机床对机械结构的基本要求可归纳为要有更高的精度、更好的动静态刚度，以适应高速运动和工作可靠性的要求。,4.1 主轴部件的故障诊断与维修,全国高职高专数控模具规划教材,4.1 主轴部件的故障诊断与维修,全国高职高专数控模具规划教材,主轴部件,1 卡爪 2 弹簧 3 校杆 4 蝶形弹簧 5 活塞 6 油缸 7套筒,全国高职高专数控模具规划教材,主轴的换刀准停是对数控机床，特别是对自 动换刀数控加工中心的特殊要求。在机床进行自 动换刀时，安装在主轴上的刀具夹紧装置自动完 成对刀具松开和夹紧工作。由于刀具切削时的转 矩是靠内孔锥面的摩擦和端面键两种方
6、式同时传 递的，因此主轴必须有准停装置，以保证换刀时 主轴上的端面键能对准刀具上的键槽，以便插 入 。,全国高职高专数控模具规划教材,4.1.2主轴部件的常见故障及其诊断维修,全国高职高专数控模具规划教材,主轴润滑不良及主轴密封处故障 数控机床的主轴在工作时应保持良好的状态，主轴的运转温度和热稳定性是至关重要的。主轴工作时如温升过高， 将会导致主轴发热，从而给主轴轴承的正常运转带来影响，轻则降低主轴回转精度，严重的甚至会烧毁轴承。要避免此类故障发生，就要确保主轴具有良好的润滑，通常采用循环式润滑系统同时与主轴相配的密封结构应能满足主轴润滑方式的要求。,4.1.2主轴部件的常见故障及其诊断维修,
7、全国高职高专数控模具规划教材,自动拉刀装置故障 在现代数控机床上，为实现刀具在主轴上的自动装 卸，主轴上必须带有刀具的自动卡紧机构。实现自动拉刀 的具体机构是由一组碟形弹簧配以一套液压装置组成的， 使用碟簧拉紧刀具，而用液压轴缸放松刀具，从而保证在工作中，即使突然断电，刀杆也不会自行松脱。,4.1.2主轴部件的常见故障及其诊断维修,全国高职高专数控模具规划教材,采用自动换刀装置常出现的故障,整个装置未能实现内力的封闭，即由碟簧产生的卡紧 力在松刀过程中需要由液压轴缸传给拉刀刀杆的松刀力 全部由主轴轴承承受了，导致主轴轴承精度和寿命降 低，严重的甚至造成主轴轴承的破损。其解决办法是在 进行结构改
8、进时考虑采用卸荷结构，尽量使拉刀或松刀 的力不传给主轴轴承，而由主轴体承受。,全国高职高专数控模具规划教材,拉不紧刀或拉紧后不能松开。产生此类故障主要是因为构成拉刀装置的某个环节出现异常的尺寸变化或性能变化。 由于主轴锥孔掉进切削或污物，拉紧刀杆时划伤主轴锥孔表面和刀杆的锥柄，并使刀杆发生偏斜造成定位不准，解决此类故障，必须要确保压缩空气喷气装置能正常工作，以便在装刀前可自动消除主轴锥孔的切削、灰尘等污物。,采用自动换刀装置常出现的故障,全国高职高专数控模具规划教材,主轴停准装置定向不准或错位 数控机床主轴停准装置主要分为机械方式和电器方式 两种。采用电器方式时，由机械部分引起的定向不准或错位
9、，多半是由于连接电器元件的紧固装置因机床工作时的振动或其他意外碰撞而产生松动，从而导致电器元件移位造成的；采用机械装置时，要检查液压缸定位销伸出动作是否灵活，各电器及液压元件工作是否正常，反应是否灵敏等。,4.1.2主轴部件的常见故障及其诊断维修,全国高职高专数控模具规划教材,主传动系统故障诊断方法 主轴发热 主轴在强力切削时停转 主轴噪声大 主轴润滑不良 刀具不能加紧 刀具加紧后不能松开 主轴无变速,4.1.2主轴部件的常见故障及其诊断维修,全国高职高专数控模具规划教材,4.1.2主轴部件的常见故障及其诊断维修,主轴发热,全国高职高专数控模具规划教材,4.1.2主轴部件的常见故障及其诊断维修
10、,主轴发热,全国高职高专数控模具规划教材,4.1.2主轴部件的常见故障及其诊断维修,主轴在强力切削时停转,全国高职高专数控模具规划教材,4.1.2主轴部件的常见故障及其诊断维修,主轴在强力切削时停转,全国高职高专数控模具规划教材,4.1.2主轴部件的常见故障及其诊断维修,主轴噪声大,全国高职高专数控模具规划教材,4.1.2主轴部件的常见故障及其诊断维修,主轴噪声大,全国高职高专数控模具规划教材,4.1.2主轴部件的常见故障及其诊断维修,主轴润滑不良,全国高职高专数控模具规划教材,4.1.2主轴部件的常见故障及其诊断维修,主轴润滑不良,全国高职高专数控模具规划教材,4.1.2主轴部件的常见故障及
11、其诊断维修,刀具不能加紧,全国高职高专数控模具规划教材,4.1.2主轴部件的常见故障及其诊断维修,刀具不能加紧,全国高职高专数控模具规划教材,4.1.2主轴部件的常见故障及其诊断维修,刀具加紧后不能松开,全国高职高专数控模具规划教材,4.1.2主轴部件的常见故障及其诊断维修,刀具加紧后不能松开,全国高职高专数控模具规划教材,4.1.2主轴部件的常见故障及其诊断维修,主轴无变速,全国高职高专数控模具规划教材,4.1.2主轴部件的常见故障及其诊断维修,主轴无变速,全国高职高专数控模具规划教材, 熟悉数控机床主传动链的结构、性能和主轴调整方法， 严禁超性能使用。 使用带传动的主轴系统，需定期调整主轴
12、驱动带的松紧 程度，防止因带打滑造成的丢转现象。 注意观察主轴箱温度，检查主轴润滑恒温轴箱，调节温 度范围，防止各种杂质进入轴箱，及时补充轴量。 经常检查压缩空气气压，调整到标准要求值，足够的气 压才能使主轴锥孔中的切屑和灰尘消理干净。,4.1.3主轴部件的维护,全国高职高专数控模具规划教材, 主轴中刀具夹紧装置长时间使用后，会使活塞杆和拉杆 间隙加大，造成拉杆位移量减少，使碟形弹簧张闭伸缩 量不够，影响刀具的夹紧，需及时调整液压缸活塞的位 移量。 对采用液压系统平衡主轴箱重量的结构，需定期观察液 压系统的压力，轴压低于要求值时，要及时补轴。 注意保持主轴与刀柄连接部位及刀柄的俏洁，防止对主
13、轴的机械碰击。,4.1.3主轴部件的维护,全国高职高专数控模具规划教材,4.2 滚珠丝杠螺母副的诊断与维修,4.2.1 滚珠丝杠螺母副的结构 4.2.2 滚珠丝杠螺母副轴向间隙调整和预紧的结构形式 4.2.3 滚珠丝杠螺母副故障诊断方法 4.2.4 滚珠丝杠螺母副的维护,全国高职高专数控模具规划教材,4.2.1 滚珠丝杠螺母副的结构,原理：在丝杠和螺母上加工有弧形螺旋槽，当它们套装在一起时形成螺旋滚道，并在滚道内装上滚珠。当丝杠对螺母相对旋转时，则螺母产生了轴向位移，而滚珠则沿着滚道滚动。螺母的螺旋槽的两端用回珠器连接起来，使滚珠能够周而复始地循环运动，管道的两端还起着挡珠的作用，以防滚珠沿滚
14、道掉出。,全国高职高专数控模具规划教材,4.2.2 滚珠丝杠螺母副轴向间隙调整和预紧的结 构形式,滚珠丝杠螺母副的轴向间隙是指静止时丝杠与螺母之间的最大轴向轴动量。 预紧力消除间隙是指预加载荷以有效地减少弹性变形所带来的轴向位移。但预紧力不可过大，过大增加摩擦力，降低了传动效率，且寿命也下降。所以预加预紧力要反复调整，即在机床最大轴向载荷下，既可消除间隙，又可灵活运转。,全国高职高专数控模具规划教材,双螺母预紧方式的结构形式,双螺母垫片调隙式 双螺母螺纹调隙式 双螺母齿差调隙式,全国高职高专数控模具规划教材,(1)双螺母垫片调隙式,调整垫片厚度使左右两螺母产生轴向位移，即可消除间隙和产生预紧力
15、。这种方法结构简单，刚性好，但通过修磨垫片厚度来调整轴的间隙，要多次试调才行，调整不便。滚道有磨损时不能随时消除间隙和进行预紧,全国高职高专数控模具规划教材,（2）双螺母螺纹调隙式,左螺母外端有凸缘，右螺母外端没有凸缘而只有螺纹，并用两个圆螺母1.2 固定，用平键限制螺母在螺母座内的转动。调整时，只要拧动圆螺母1即可消除间隙并产生预紧力，然后用螺母2锁紧。这种调整方法具有结构简单。工作可靠。调整方便的优点，但预紧量不是很准确,全国高职高专数控模具规划教材,3 双螺母齿差调隙式,在两个螺母凸缘上分别切出齿数为乳。孙的齿轮，而且乳与孔相差一个齿。两个齿轮分别与两端相应的内齿圈相呛合。内齿圈固定在螺
16、母座上，预紧时脱开内齿圈，使两个螺母同向转过相同的齿数，然后再合上内齿圈。两个螺母的轴向相对位置发生变化从而实现间隙的调整和施加预紧力,全国高职高专数控模具规划教材,4.2.3 滚珠丝杠副故障诊断方法,滚珠丝杠副噪声 滚珠丝杠运动不灵活 滚珠丝杠副润滑状况不良 滚珠丝杠运行精度不良,全国高职高专数控模具规划教材,4.2.3 滚珠丝杠副故障诊断方法,滚珠丝杠副噪声,全国高职高专数控模具规划教材,4.2.3 滚珠丝杠副故障诊断方法,滚珠丝杠副噪声,全国高职高专数控模具规划教材,4.2.3 滚珠丝杠副故障诊断方法,滚珠丝杠运动不灵活,全国高职高专数控模具规划教材,4.2.3 滚珠丝杠副故障诊断方法,滚珠丝杠副运动不灵活,全国高职高专数控模具规划教材,4.2.3 滚珠丝杠副故障诊断方法,滚珠丝杠副润滑状况不良,全国高职高专数控模具规划教材,4.2.3 滚珠丝杠副故障诊断方法,滚珠丝杠副润滑状况不良,全国高职高专数控模具规划教材,4.2.3 滚珠丝杠副故障诊断方法,滚珠丝杠运行精度不良,全国高职高专数控模具规划教材,4
