1、數控機床維修與維護數控機床維修與維護寧德職業技術學院寧德職業技術學院第六章第六章 數控機床機械結構與故障診斷數控機床機械結構與故障診斷數控機床維修與維護數控機床維修與維護第三節第三節 進給傳動系統故障及處理進給傳動系統故障及處理第二節第二節 主傳動系統常見故障及處理主傳動系統常見故障及處理第一節第一節 機械故障類型與診斷方法機械故障類型與診斷方法第四節第四節 刀庫與換刀機構常見故障及處理刀庫與換刀機構常見故障及處理第五節第五節 液壓及氣動常見故障及處理液壓及氣動常見故障及處理第六章第六章 數控機床機械結構與故障診斷數控機床機械結構與故障診斷數控機床維修與維護數控機床維修與維護一. 機械故障分類

2、第一節第一節 機械故障類型及其診斷方法機械故障類型及其診斷方法（1）功能型故障 功能型故障主要指工件加工精度方面的故障，表現在加工精度不穩定，加工誤差大，運動方向誤差大，工件表面粗糙。（2）動作型故障 動作型故障主要指機床各執行部件的動作故障，如主軸不轉動、液壓變速不靈活、機械手動作故障、工件或刀具夾不緊或松不開以及刀庫轉位定位不準確等。（3）結構型故障 結構型故障主要指主軸發熱，主軸箱噪聲大，切削時產生振動等。（4）使用型故障 使用型故障主要指因使用和操作不當引起的故障，如由過載引起的機件損壞、撞車等。第六章第六章 數控機床機械結構與故障診斷數控機床機械結構與故障診斷數控機床維修與維護數控機

3、床維修與維護1 1采用聽、摸、視、聞方法；采用聽、摸、視、聞方法；2溫度監測法；3振動監測；4噪聲監測噪聲監測 。 數控設備機械故障出現后，不要急于動手處理，首先要查看故障記錄，數控設備機械故障出現后，不要急于動手處理，首先要查看故障記錄，向操作人員詢問故障發生的全過程。向操作人員詢問故障發生的全過程。特別要注意確定以下主要故障信息。特別要注意確定以下主要故障信息。 機械故障發生時報警號和報警提示是什么，那些指示燈和發光管指示了機械故障發生時報警號和報警提示是什么，那些指示燈和發光管指示了什么報警，如無報警，系統處于何種工作狀態，系統的自診斷結果是什么；什么報警，如無報警，系統處于何種工作狀態

4、，系統的自診斷結果是什么； 故障發生在哪個部位，執行何種指令，故障發生前進行了何種操作，軸故障發生在哪個部位，執行何種指令，故障發生前進行了何種操作，軸處于什么位置，與指令值的誤差量有多大；處于什么位置，與指令值的誤差量有多大； 以前是否發生過類似故障，現場有無異常現象等。以前是否發生過類似故障，現場有無異常現象等。二. 機械故障常見的診斷方法數控設備機械故障的常規處理方法數控設備機械故障的常規處理方法 第六章第六章 數控機床機械結構與故障診斷數控機床機械結構與故障診斷數控機床維修與維護數控機床維修與維護分析故障原因時應注意以下幾點。：分析故障原因時應注意以下幾點。：（1 1）先查外部后查內部

5、）先查外部后查內部 ；（2 2）先查機械后查電氣；）先查機械后查電氣；（3 3）先簡單后復雜）先簡單后復雜 第六章第六章 數控機床機械結構與故障診斷數控機床機械結構與故障診斷數控機床維修與維護數控機床維修與維護一. 主軸的結構及特點第二節第二節 主傳動系統常見故障及處理主傳動系統常見故障及處理1主軸的支承結構主軸的支承結構 前支承采用雙列短圓柱前支承采用雙列短圓柱滾子軸承和角接觸雙列向滾子軸承和角接觸雙列向心推力球軸承組合，后支心推力球軸承組合，后支承采用向心推力球軸承的承采用向心推力球軸承的結構，如圖（結構，如圖（a a）所示）所示 ： 前支承采用高精度雙列前支承采用高精度雙列向心推力球軸承

6、，如圖（向心推力球軸承，如圖（b b）所示。所示。 前、后支承分別采用雙前、后支承分別采用雙列和單列圓錐滾子軸承，列和單列圓錐滾子軸承，如圖（如圖（c c）所示。）所示。圖6-1 數控機床主軸軸承結構形式第六章第六章 數控機床機械結構與故障診斷數控機床機械結構與故障診斷數控機床維修與維護數控機床維修與維護2主軸卡盤主軸卡盤圖6-2 液壓驅動動力的自定心卡盤第六章第六章 數控機床機械結構與故障診斷數控機床機械結構與故障診斷數控機床維修與維護數控機床維修與維護 在傳動主軸旋轉的多楔帶輪1的端面上裝有一個厚墊片4，墊片上裝有一個體積很小的永久磁鐵3，在主軸箱箱體的對應主軸準停的位置上，裝有磁傳感器2

7、。當機床需要停車換刀時，數控裝置發出主軸停轉的指令，主軸電動機立即降速，主軸以最低轉速慢轉很少幾轉后，永久磁鐵3對準磁傳感器2，磁傳感器感受永久磁鐵3的磁場，并發出準停信號。 3主軸準停裝置主軸準停裝置圖6-3 主軸準停裝置的工作原理第六章第六章 數控機床機械結構與故障診斷數控機床機械結構與故障診斷數控機床維修與維護數控機床維修與維護4拉刀機構及吹凈裝置拉刀機構及吹凈裝置圖6-4 數控鏜銑床主軸結構圖第六章第六章 數控機床機械結構與故障診斷數控機床機械結構與故障診斷數控機床維修與維護數控機床維修與維護主軸安裝的注意事項主軸安裝的注意事項v 碟形彈簧的安裝高度應與拆卸前一致；v 主軸前、后軸承的

8、預緊量要保證軸承在預緊后無軸向竄動且轉動輕快；v 皮帶輪的安裝要保證其軸向位置定位； v 主軸準停傳感器的安裝間隙要適當；v 各行程開關的位置調整要求準確；v 拉刀機構的行程調整要保證刀具能順利取出。第六章第六章 數控機床機械結構與故障診斷數控機床機械結構與故障診斷數控機床維修與維護數控機床維修與維護一. 主傳動系統故障診斷與維護1主軸部件的維護特點主軸部件的維護特點（1）主軸潤滑 循環式潤滑； 油氣潤滑； 噴注潤滑 。（2）防泄漏 在主軸密封中，被密封的介質往往是以穿漏、滲透或擴散的形式越界泄漏到密封連接處的彼側。 第六章第六章 數控機床機械結構與故障診斷數控機床機械結構與故障診斷數控機床維

9、修與維護數控機床維修與維護2主軸常見故障分析與排除主軸常見故障分析與排除（1）主軸不能轉動 主軸與電機連接皮帶過松，應調整；皮帶表面有油，造成打滑，應該用汽油清洗；皮帶使用太久而失效，應更換。 主軸中的拉桿未拉緊夾持刀具的拉釘。（2）主軸轉速不正常造成這種故障的可能原因有： 裝在主軸電動機尾部的測速發電機出現故障； 速度指令給定錯誤； 數模（D/A）轉換器出現故障等。 （3）主軸不定向或定向位置不準確 主軸不定向 主軸停在不正確位置上第六章第六章 數控機床機械結構與故障診斷數控機床機械結構與故障診斷數控機床維修與維護數控機床維修與維護圖6-5 主軸定向準停的信號流程圖第六章第六章 數控機床機械

10、結構與故障診斷數控機床機械結構與故障診斷數控機床維修與維護數控機床維修與維護（4）主軸轉動時振動和噪聲太大主軸箱與床身的連接螺釘松動軸承預緊力不夠，或預緊螺釘松動，游隙過大，使主軸產生軸向竄動。這時應調整軸承后蓋，使其壓緊軸承斷面，然后擰緊鎖緊螺釘。軸承拉毛或損壞，應更換軸承主軸部件上動平衡不好齒輪有嚴重損傷，或齒輪嚙合間隙過大，應更換齒輪或調整嚙合間隙潤滑不良，供油不足，改善潤滑條件主軸與主軸電機的鏈接皮帶過緊主軸負荷太大（5）主軸箱不能移動機床坐標軸上的聯軸器是否松動卸下壓板，觀察其是否研傷，調整壓板與導軌的間隙，保證間隙為0.020.03mm查看主軸箱鑲條，松開鑲條上的止退螺釘，順時針旋

11、轉鑲條螺栓，達到坐標軸能移動而塞尺不能進入，鎖緊止退螺釘。觀察主軸箱導軌面是否研傷，用細紗布修磨導軌研傷處的傷痕。第六章第六章 數控機床機械結構與故障診斷數控機床機械結構與故障診斷數控機床維修與維護數控機床維修與維護第三節第三節 進給傳動系統故障及處理進給傳動系統故障及處理1高的傳動精度與定位精度；2寬的進給調速范圍 ；3良好的響應速度 。一.數控機床進給運動的基本要求二.伺服進給系統的組成及特點1滾珠絲杠副高傳動效率 滾珠絲杠副的傳動效率高達90%96%，約為一般滑動絲桿副的24倍。所以移動相同的負荷所需的動力就小得多。運動平穩壽命長傳動精度高 可預緊消隙圖6-6 滾珠絲杠螺母機構第六章第六

12、章 數控機床機械結構與故障診斷數控機床機械結構與故障診斷數控機床維修與維護數控機床維修與維護第六章第六章 數控機床機械結構與故障診斷數控機床機械結構與故障診斷數控機床維修與維護數控機床維修與維護 滾珠導軌; 滾柱導軌; 滾針導軌 .2滾動導軌的類型滾柱導軌滾珠導軌第六章第六章 數控機床機械結構與故障診斷數控機床機械結構與故障診斷數控機床維修與維護數控機床維修與維護3伺服電動機與滾珠絲杠的連接電動機與絲杠直聯結構 第六章第六章 數控機床機械結構與故障診斷數控機床機械結構與故障診斷數控機床維修與維護數控機床維修與維護三.進給傳動系統故障診斷與維修1出現超程故障2爬行的產生及排除方法3滾珠絲杠常見故

13、障及處理 爬行一般發生在起動加速段或低速進給時，一般是由于進給傳動鏈的潤滑狀態不良、伺服系統增益低及外加負載過大等因素所致。尤其要注意的是伺服電機與滾珠絲杠聯接用的聯軸器。 滾珠絲杠副有噪聲 滾珠絲杠運動不靈活 滾珠絲杠副潤滑狀況不良 滾珠絲杠副產生噪聲的可能原因是電動機與絲杠聯軸器松動，絲杠支承軸承的壓蓋壓合情況不好。 主要原因是絲杠與導軌不平行，潤滑不良，滾珠絲杠副滾珠有破損，軸向預加載荷太大，絲杠彎曲變形，或螺母軸線與導軌不平行。 檢查各滾珠絲杠副潤滑情況，取下罩套，涂上潤滑脂。 第六章第六章 數控機床機械結構與故障診斷數控機床機械結構與故障診斷數控機床維修與維護數控機床維修與維護（1）

14、滾珠絲杠螺母副的維護 支承軸承的定期檢查 ； 滾珠絲杠螺母副的潤滑 ； 滾珠絲杠的防護 。4滾珠絲杠螺母副的故障及調整圖6-7 圓柱齒輪齒側間隙的調整結構（2）齒輪傳動的消隙及調整 剛性調整法 ； 柔性調整法。 第六章第六章 數控機床機械結構與故障診斷數控機床機械結構與故障診斷數控機床維修與維護數控機床維修與維護圖6-8 齒側間隙可自動補償的調整結構第六章第六章 數控機床機械結構與故障診斷數控機床機械結構與故障診斷數控機床維修與維護數控機床維修與維護第四節第四節 刀庫與換刀機構常見故障及處理刀庫與換刀機構常見故障及處理一.常見的自動換刀裝置的形式1回轉刀架（1）四方回轉刀架 刀架上升 ； 刀架

15、轉位 ； 刀架鎖緊 。（2）六角回轉刀架 刀架抬起 ； 刀架轉位 ； 刀架壓緊 ； 轉位液壓缸復位 。 2更換主軸頭換刀3帶刀庫的自動換刀系統第六章第六章 數控機床機械結構與故障診斷數控機床機械結構與故障診斷數控機床維修與維護數控機床維修與維護第六章第六章 數控機床機械結構與故障診斷數控機床機械結構與故障診斷數控機床維修與維護數控機床維修與維護第六章第六章 數控機床機械結構與故障診斷數控機床機械結構與故障診斷數控機床維修與維護數控機床維修與維護二.換刀裝置及刀庫故障診斷及維修 換刀裝置及刀庫結構較復雜，且在工件中又頻繁運動，所以故障率較高。1換刀裝置及刀庫的維護 不能把超重、超長的刀具裝入刀庫

16、，防止在機械手換刀時掉刀或刀具與工件、夾具等發生碰撞； 順序選刀方式必須注意刀具放置在刀庫中的順序要正確； 用手動方式往刀庫上裝刀時，要確保裝到位、裝牢靠，并檢查刀座上的鎖緊是否可靠； 經常檢查刀庫的回零位置是否正確，檢查機床主軸回換刀點位置是否到位，并及時調整，否則不能完成換刀動作； 要注意保持刀具刀柄和刀套的清潔； 開機時，應先使刀庫和機械手空運行，檢查各部分工作是否正常，特別是各行程開關和電磁閥能否正常動作。 第六章第六章 數控機床機械結構與故障診斷數控機床機械結構與故障診斷數控機床維修與維護數控機床維修與維護 采用機械手進行刀具交換的方式應用得最為廣泛。這是因為機械手換刀有很大的靈活性

17、，而且可以減少換刀時間。 有機械手換刀動作分解如圖所示： 第六章第六章 數控機床機械結構與故障診斷數控機床機械結構與故障診斷數控機床維修與維護數控機床維修與維護2換刀機械手故障及原因排查（1）刀具夾不緊 ；（2）刀具夾緊后松不開 ；（3）刀具從機械手中脫落 ；（4）刀具交換時掉刀；（5）機械手換刀速度過快或過慢；（6）機械手在主軸上裝不進刀 。3刀庫故障的原因排查 刀庫的主要故障有：刀庫不能轉動或轉動不到位，刀庫的刀套不能夾緊刀具，刀套上、下不到位等。（1）刀庫不能轉動；（2）刀套不能夾緊刀具 ；（3）刀套上、下不到位 ；第六章第六章 數控機床機械結構與故障診斷數控機床機械結構與故障診斷數控機

18、床維修與維護數控機床維修與維護一.液壓傳動系統圖6-10 數控車床液壓系統控制圖第六章第六章 數控機床機械結構與故障診斷數控機床機械結構與故障診斷數控機床維修與維護數控機床維修與維護數控機床中液壓技術的應用數控機床中液壓技術的應用自動換刀所需的動作自動換刀所需的動作數控機床中運動部件的平衡數控機床中運動部件的平衡數控機床運動部件的制動、離合器的控制、齒輪撥叉的掛數控機床運動部件的制動、離合器的控制、齒輪撥叉的掛檔的實現等檔的實現等數控機床防護罩、板、門的自動打開與關閉數控機床防護罩、板、門的自動打開與關閉工作臺的松開與夾緊，交換臺的自動交換動作工作臺的松開與夾緊，交換臺的自動交換動作夾具的自動松開與夾緊夾具的自動松開與夾緊定位面的自動吹屑清理等定位面的自動吹屑清理等第六章第六章 數控機床機械結構與故障診斷數