1、第7章 數(shù)控機(jī)床常見機(jī)械故障及其維修數(shù)控機(jī)床機(jī)械部分的故障與普通機(jī)床機(jī)械部分的故障有許多共同點(diǎn)，因此在對機(jī)械故障進(jìn)行診斷及維修時(shí)，有許多地方是相通的。但是，數(shù)控機(jī)床大量采用電氣控制與電氣驅(qū)動(dòng)，這就使得數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)與普通機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)相比有很大的簡化，使其機(jī)械結(jié)構(gòu)的故障呈現(xiàn)出一些新的特征。在實(shí)際中，機(jī)械故障的種類繁多，本章只能介紹一些共性的部件故障，如主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)、機(jī)床導(dǎo)軌等。本章首先介紹數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)與主軸部件的故障診斷與維修；然后介紹進(jìn)給系統(tǒng)的二個(gè)主要部件滾珠絲杠副和導(dǎo)軌副的故障診斷與維修。由于滾珠絲杠副和導(dǎo)軌副時(shí)為適應(yīng)數(shù)控機(jī)床的特殊要求而特有的，因此對它們的結(jié)構(gòu)及材料性能

2、作了一些介紹，以便讀者了解；最后介紹刀庫及換刀裝置的故障及維修。7.1數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)與主軸部件的故障診斷與維修數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)承受主切削力，它的功率大小與回轉(zhuǎn)速度直接影響著機(jī)床的加工效率。而主軸部件是保證機(jī)床加工精度和自動(dòng)化程度的主要部件，它們對數(shù)控機(jī)床的性能有著決定性的影響。由于數(shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)廣泛采用交、直流主軸電動(dòng)機(jī)，這就使得主傳動(dòng)的功率和調(diào)速范圍較普通機(jī)床大為增加。同時(shí)為了進(jìn)一步滿足對主傳動(dòng)調(diào)速和轉(zhuǎn)矩輸出的要求，在數(shù)控機(jī)床上常采用機(jī)電結(jié)合的方法，即同時(shí)采用電動(dòng)機(jī)調(diào)速和機(jī)械齒輪變速這兩種方法。7.1.1主傳動(dòng)系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)常采用的配置形式有：1、帶有變速齒輪的主傳動(dòng)滑移齒

3、輪的換擋常采用液壓撥叉或直接由液壓缸帶動(dòng)，還可通過電磁離合器直接實(shí)現(xiàn)換擋。這種配置方式在大、中型數(shù)控機(jī)床中采用較多。2、電動(dòng)機(jī)與主軸直聯(lián)的主傳動(dòng)其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，但主軸轉(zhuǎn)速的變化及轉(zhuǎn)矩的輸出和電動(dòng)機(jī)的輸出特性一致，因而使用受到一定的限制。3、采用帶傳動(dòng)的形式這種形式可避免齒輪傳動(dòng)引起的振動(dòng)和噪聲，但只能用在低扭矩的情況下。這種配置在小機(jī)床中經(jīng)常使用。4、電主軸電主軸通常作為現(xiàn)代機(jī)電一體化的功能部件，采用在高速數(shù)控機(jī)床上，其主軸部件結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，慣量小，可提高起動(dòng)、停止的響應(yīng)特性，有利于控制振動(dòng)和噪聲，缺點(diǎn)是制造和維護(hù)困難且成本較高。7.1.2主軸部件數(shù)控機(jī)床主軸部件是影響機(jī)床加工精度的主要

4、部件，要求主軸部件具有與本機(jī)床工作性能相適應(yīng)的高回轉(zhuǎn)精度、剛度、抗振性、耐磨性、和低的溫升，其結(jié)構(gòu)必須很好的解決刀具和工具的裝夾、軸承的配置、軸承間隙調(diào)整和潤滑密封等問題。數(shù)控機(jī)床的主軸部件主要有以下幾個(gè)部分：主軸本體及密封裝置、支承主軸的軸承、配置在主軸內(nèi)部的刀具卡進(jìn)及吹屑裝置、主軸的準(zhǔn)停裝置等。主軸的結(jié)構(gòu)根據(jù)數(shù)控機(jī)床的規(guī)格、精度采用不同的主軸軸承。一般中小規(guī)格的數(shù)控機(jī)床的主軸部件多采用成組的高精度滾動(dòng)軸承；重型數(shù)控機(jī)床采用液體靜壓軸承；高精度數(shù)控機(jī)床采用氣體靜壓軸承；轉(zhuǎn)速達(dá)20000r/min的主軸采用磁力軸承或氮化硅材料的陶瓷滾珠軸承。1、主軸潤滑 為了保證主軸有良好的潤滑，減少摩擦發(fā)熱

5、，同時(shí)又能把主軸組件的熱量帶走，通常采用循環(huán)式潤滑系統(tǒng)。用液壓泵供油強(qiáng)力潤滑，在油箱中使用油溫控制器控制油液溫度。現(xiàn)在許多數(shù)控機(jī)床的主軸采用高級(jí)鋰基潤滑脂封閉方式潤滑，每加一次油脂可以使用710年，簡化了結(jié)構(gòu)，降低了成本且維護(hù)保養(yǎng)簡單，但是需要防止?jié)櫥秃陀椭旌希ǔ２捎妹詫m式密封方式。為了適應(yīng)主軸轉(zhuǎn)速向更高速化發(fā)展的需要，新的潤滑冷卻方式相繼開發(fā)出來。這些新的潤滑冷卻方式不單要減少軸承溫升，還要減少軸承內(nèi)外圈的溫差，以保證主軸熱變形小。油氣潤滑方式。 這種潤滑方式近似于油霧潤滑方式，所不同的是，油氣潤滑是定時(shí)定量的把油霧送進(jìn)軸承空隙中，這樣既實(shí)現(xiàn)了油霧潤滑，又不至于油霧太多而污染周圍空氣；

6、后者則是連續(xù)供給油霧。噴注潤滑方式。 它用較大流量的恒溫油（每個(gè)軸承34L/min）噴注到主軸軸承，以達(dá)到潤滑冷卻的目的。需要特別指出的是，較大流量的油，不是自然回流，而是用排油泵強(qiáng)制排油，同時(shí)，采用專用高精度大容量恒溫油箱，油溫變動(dòng)控制在±0.5。2、防泄漏 在密封件中，被密封的介質(zhì)往往是以穿漏、滲透或擴(kuò)散的形式越界泄漏到密封連接處的彼側(cè)。造成泄漏的基本原因是流體從密封面上的間隙中溢出。或是由于密封部件內(nèi)外兩側(cè)密封介質(zhì)的壓力差或濃度差，致使流體向壓力或濃度低的一側(cè)流動(dòng)。 圖7-1所示為臥式加工中心主軸前支承的密封結(jié)構(gòu)。圖7-1臥式加工中心主軸前支承的密封結(jié)構(gòu)1、進(jìn)油口；2、軸承；3

7、、4、5、法蘭盤；6、主軸；7、泄漏孔；8、回油斜孔；9、泄油孔臥式加工中心主軸前支承處采用的雙層小間隙密封裝置。主軸前端車出兩組鋸齒形護(hù)油槽，在法蘭盤4和5上開溝槽及泄漏孔，當(dāng)噴入軸承2內(nèi)的油液流出后被法蘭盤4內(nèi)壁擋住，并經(jīng)過其下部的泄油孔9和套筒3上的回油斜孔7流回油箱，少量油液沿著主軸6流出時(shí)，主軸護(hù)油槽在離心力的作用下被甩至法蘭盤4的溝槽內(nèi)，經(jīng)過回油斜孔7重新流回油箱，達(dá)到了潤滑介質(zhì)防泄漏的目的當(dāng)外部切削液、切屑及灰塵等沿主軸6與法蘭盤5之間的間隙進(jìn)入時(shí)，經(jīng)法蘭盤5的溝槽由泄漏孔7排出，少量的切削液、切屑及灰塵進(jìn)入前鋸齒溝槽，在主軸6高速旋轉(zhuǎn)的離心力作用下仍被甩至法蘭盤5的溝槽內(nèi)由泄油

8、孔7排出，達(dá)到了主軸端部密封的目的。要使間隙密封結(jié)構(gòu)能在一定的壓力和溫度范圍內(nèi)具有良好的密封防泄漏性能，必須保證法蘭盤4和5與主軸及軸承端面的配合間隙符合如下條件。法蘭盤4與主軸6的配合間隙應(yīng)控制在0.10.2mm（單邊）范圍內(nèi)。如果間隙偏大，則泄漏量將按照間隙的3次方擴(kuò)大；若間隙過小，由于加工及安裝的誤差，容易與主軸局部接觸使主軸局部升溫并產(chǎn)生噪聲。+法蘭盤4內(nèi)端與軸承端面的間隙應(yīng)控制在0.150.3mm之間。小間隙可使壓力油直接被擋住并沿法蘭盤4內(nèi)端面下部的泄油孔9經(jīng)回油斜孔7流回油箱。法蘭盤5與主軸的配合間隙應(yīng)控制在0.150.25mm（單邊）范圍內(nèi)。間隙太大，進(jìn)入主軸6內(nèi)的切削液及雜物

9、會(huì)顯著增多，間隙太小，則容易與主軸接觸。法蘭盤5溝槽深度應(yīng)大于10mm（單邊），泄漏孔7應(yīng)大于6mm，并位于主軸下端靠近溝槽內(nèi)壁處。法蘭盤4的溝槽深度應(yīng)大于12mm（單邊），主軸上的鋸齒尖而深；一般在57mm范圍內(nèi)，以確保具有足夠的甩油空間。法蘭盤4處的主軸鋸齒向后傾斜，法蘭盤5處的主軸鋸齒向前傾斜，法蘭盤4上的溝槽與主軸6上的護(hù)油槽對齊，以保證被主軸甩至法蘭盤溝槽內(nèi)腔的油液能可靠地流回油箱。套筒前端的回油斜孔7及法蘭盤4的泄油孔9流量為進(jìn)油孔1的23倍，以保證壓力油能順利地流回油箱。（3）刀具夾緊 在自動(dòng)換刀機(jī)床的刀具自動(dòng)夾緊裝置中，刀具自動(dòng)夾緊裝置的刀桿常采用7：24的大錐度錐柄，既利于定

10、心，也為松刀帶來方便。用蝶形彈簧通過拉桿及夾頭拉住刀柄的尾部，使刀具錐柄和主軸錐孔緊密配合，夾緊力達(dá)10000N以上。松刀時(shí)，通過液壓缸活塞推動(dòng)拉桿來壓縮蝶形彈簧，使夾頭張開，夾頭與刀柄上的拉釘脫離，刀具就可拔出進(jìn)行新、舊刀具的更換，新刀裝入后，液壓缸活塞后移，新刀具又被蝶形彈簧拉緊。在活塞推動(dòng)拉桿松開刀柄的過程中，壓縮空氣由噴氣頭經(jīng)過活塞中心孔和拉桿中的孔吹出，將錐孔清理干凈，防止主軸錐孔中掉入切屑和灰塵，把主軸錐孔表面和刀桿的錐柄劃傷，同時(shí)保證刀具的正確位置。7.1.3主傳動(dòng)系統(tǒng)的常見故障及排除方法（見表7-1）表7-1 主傳動(dòng)系統(tǒng)的常見故障及排除方法序號(hào)故障現(xiàn)象故障原因排除方法1主軸發(fā)熱

11、主軸軸承損傷或軸承不清潔更換軸承，清除臟物主軸前端蓋與主軸箱體壓蓋研傷修磨主軸前端蓋，使其壓緊主軸前軸承，軸承與后蓋有0.020.05mm間隙軸承潤滑油脂耗盡或潤滑油脂涂抹過多涂抹潤滑油脂，每個(gè)3ml2主軸在強(qiáng)力切削時(shí)停轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)與主軸連接的皮帶過松移動(dòng)電動(dòng)機(jī)座，拉緊皮帶，然后將電動(dòng)機(jī)座重新鎖緊皮帶表面有油用汽油清洗后擦干凈，再裝上皮帶使用過久而失效更換新皮帶摩擦離合器調(diào)整過松或磨損調(diào)整摩擦離合器，修磨或更換摩擦片3主軸噪聲缺少潤滑涂抹潤滑脂保證每個(gè)軸承涂抹潤滑脂量不得超過3ml小帶輪與大帶輪傳動(dòng)平穩(wěn)情況不佳帶輪上的平衡塊脫落，重新進(jìn)行動(dòng)平衡主軸與電動(dòng)機(jī)連接的皮帶過緊移動(dòng)電動(dòng)機(jī)座，使皮帶松緊度合

12、適齒輪嚙合間隙不均勻或齒輪損壞調(diào)整嚙合間隙或更換新齒輪傳動(dòng)軸承損壞或傳動(dòng)軸彎曲修復(fù)或更換軸承，校直傳動(dòng)軸4主軸沒有潤滑油循環(huán)或潤滑不足油泵轉(zhuǎn)向不正確，或間隙太大改變油泵轉(zhuǎn)向或修理油泵吸油管沒有插入油箱的油面下面將吸油管插入油面以下2/3油管和濾油器堵塞清除堵塞物潤滑油壓力不足調(diào)整供油壓力5潤滑油泄漏潤滑油過量調(diào)整供油量密封件損壞更換密封件管件損壞更換管件6刀具不能夾緊蝶形彈簧位移量較小調(diào)整蝶形彈簧行程長度刀具松緊彈簧上的螺母松動(dòng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)松夾刀具彈簧上的螺母使其最大工作載荷不得超過13kN7刀具夾緊后不能松開松刀彈簧壓合過緊逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)松夾刀具彈簧上的螺母使其最大工作載荷不得超過13kN液壓缸壓

13、力和行程不夠調(diào)整液壓壓力和活塞行程開關(guān)位置7.1.4主傳動(dòng)系統(tǒng)維修實(shí)例例1. 主軸噪聲的故障維修故障現(xiàn)象：車床CK6140在1200轉(zhuǎn)時(shí)，主軸噪聲變大分析及處理過程：CK6140采用的是齒輪變速傳動(dòng)。一般來講主軸產(chǎn)生噪聲的噪聲源主要有：齒輪在嚙合時(shí)的沖擊和摩擦產(chǎn)生的噪聲；主軸潤滑油箱的油不到位產(chǎn)生的噪聲；主軸軸承的不良引起的噪聲。將主軸箱上蓋的固定螺釘松開，卸下上蓋，發(fā)現(xiàn)油箱的油在正常水平。檢查該擋位的齒輪及變速用的撥叉，看看齒輪有沒有毛刺及嚙合硬點(diǎn)，結(jié)果正常，撥叉上的銅塊沒有摩擦痕跡，且移動(dòng)靈活。在排除以上故障后，卸下皮帶輪及卡盤，松開前后鎖緊螺母，卸下主軸，檢查主軸軸承，檢查中發(fā)現(xiàn)軸承的外

14、環(huán)滾道表面上有一個(gè)細(xì)小的凹坑碰傷，更換軸承，重新安裝好后，用聲級(jí)計(jì)檢測，主軸噪聲降到73.5dB。例2主軸漏油故障現(xiàn)象：ZJK7532銑鉆床加工過程中出現(xiàn)漏油分析及處理過程：該銑鉆床為手動(dòng)換擋變速，通過主軸箱蓋上方的注油孔加入冷卻潤滑油。在加工時(shí)只要速度達(dá)到400rpm時(shí)，油就會(huì)順著主軸流下來。觀察油箱油標(biāo)，油標(biāo)顯示在油在上限位置。拆開主軸箱上蓋，發(fā)現(xiàn)冷卻油已注滿了主軸箱（還未超過主軸軸承端），游標(biāo)也被油浸沒。可以肯定是油加的過多，在達(dá)到一定速度時(shí)油彌漫所致。放掉多余的油后主軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)漏油問題解決。外部觀察油標(biāo)正常，是因?yàn)榧佑瓦^急導(dǎo)致游標(biāo)的空氣來不及排出，油將游標(biāo)浸沒，從而給加油者假象，導(dǎo)致加油

15、過多，從而漏油。例3. 主軸箱滲油故障現(xiàn)象：CJK6032車床主軸箱部位有油滲出分析及處理過程：將主軸外部防護(hù)罩拆下，發(fā)現(xiàn)油是從主軸編碼器處滲出。該CJK6032車床的編碼器安裝在主軸箱內(nèi)，屬于第三軸，該編碼器的油密封采用O型密封圈的密封方式。拆下編碼器，將編碼器軸卸下，發(fā)現(xiàn)該O型密封圈的橡膠已磨損，彈簧已露出來，屬于安裝O型密封圈不當(dāng)所致。更換密封圈后問題解決。例4. 加工件粗糙度不合格故障現(xiàn)象：CK6136車床車削工件粗糙度不合格分析及處理過程：該機(jī)床在車削外圓時(shí)，車削紋路不清晰，精車后粗糙度達(dá)不到。在排除工藝方面的因素后（如刀具、轉(zhuǎn)速、材質(zhì)、進(jìn)給量、吃刀量等），將主軸擋位掛到空擋，用手旋

16、轉(zhuǎn)主軸，感覺主軸較松。打開主軸防護(hù)罩，松開主軸止退螺釘，收緊主軸鎖緊螺母用手旋轉(zhuǎn)主軸，感覺主軸合適后，鎖緊主軸止退螺釘，重新精車削，問題得到解決。7.2數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及維修數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（刀架、工作臺(tái)等）的運(yùn)動(dòng)。大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)是由伺服電動(dòng)機(jī)經(jīng)過聯(lián)軸器與滾珠絲杠直接相連，然后由滾珠絲杠螺母副驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)，其機(jī)械結(jié)構(gòu)比較簡單。數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中的機(jī)械傳動(dòng)裝置和器件具有高壽命、高剛度、無間隙、高靈敏度、和低摩擦阻力等特點(diǎn)。7.2.1滾珠絲杠副滾珠絲杠副是在絲桿和螺母之間以滾珠為滾動(dòng)體的螺旋傳動(dòng)元件。它將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)。1、 滾珠絲杠副的

17、安裝數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)要獲得較高的傳動(dòng)剛度，除了加強(qiáng)滾珠絲杠螺母本身的剛度之外，滾珠絲杠正確的安裝及其支承的結(jié)構(gòu)剛度也是不可忽視的因素。螺母座及支承座都應(yīng)具有足夠的剛度和精度。通常都適當(dāng)加大和機(jī)床結(jié)合部件的接觸面積，以提高螺母座的局部剛度和接觸剛度，新設(shè)計(jì)的機(jī)床在工藝條件允許時(shí)常常把螺母座或支承座與機(jī)床本體做成整體來增大剛度。滾珠絲杠副的安裝方式最常用的通常有以下幾種：雙推自由方式 如圖7-2a所示，絲桿一端固定，另一端自由。固定端軸承同時(shí)承受軸向力和徑向力。這種支承方式用于行程小的短絲桿。cab 圖7-2 滾珠絲桿副的3種安裝方式1電動(dòng)機(jī) 2彈性聯(lián)軸器 3軸承 4滾珠絲桿 5滾珠絲桿螺母雙推

18、支承方式 如圖b所示，絲桿一端固定，另一端支承。固定端同時(shí)承受軸向力和徑向力；支承端只承受徑向力，而且能作微量的軸向浮動(dòng)，可以減少或避免因絲桿自重而出現(xiàn)的彎曲，同時(shí)絲桿熱變形可以自由地向一端伸長。雙推雙推方式 如圖c所示，絲桿兩端均固定。固定端軸承都可以同時(shí)承受軸向力，這種支承方式，可以對絲桿施加適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力，提高絲桿支承剛度，可以部分補(bǔ)償絲桿的熱變形。2、滾珠絲杠副的防護(hù)及潤滑滾珠絲杠副的防護(hù) 滾珠絲杠副和其他滾動(dòng)摩擦的傳動(dòng)器件一樣，應(yīng)避免硬質(zhì)灰塵或切屑污物進(jìn)入，因此必須裝有防護(hù)裝置。如果滾珠絲杠副在機(jī)床上外露，則應(yīng)采用封閉的防護(hù)罩，如采用螺旋彈簧鋼帶套管、伸縮套管以及折疊式套管等。安裝時(shí)將

19、防護(hù)罩的一端連接在滾珠螺母的側(cè)面，另一端固定在滾珠絲杠的支承座上。如果滾珠絲杠副處于隱蔽的位置，則可采用密封圈防護(hù)，密封圈裝在螺母的兩端。接觸式的彈性密封圈采用耐油橡膠或尼龍制成，其內(nèi)孔做成與絲桿螺紋滾道相配的形狀；接觸式密封圈的防塵效果好，但由于存在接觸壓力，使摩擦力矩略有增加。非接觸式密封圈又稱迷宮式密封圈，它采用硬質(zhì)塑料制成，其內(nèi)孔與絲桿螺紋滾道的形狀相反，并稍有間隙，這樣可避免摩擦力矩，但是防塵效果差。工作中應(yīng)避免碰擊防護(hù)裝置，防護(hù)裝置一有損壞應(yīng)及時(shí)更換。軸向間隙的調(diào)整 為了保證反向傳動(dòng)精度和軸向剛度，必須消除軸向間隙。雙螺母滾珠絲杠副消除間隙的方法是，利用兩個(gè)螺母的相對軸向位移，使兩

20、個(gè)滾珠螺母中的滾珠分別貼緊在螺旋滾道的兩個(gè)相反的側(cè)面上。此外還要消除絲桿安裝部分和驅(qū)動(dòng)部分的間隙。常用的雙螺母絲桿間隙的調(diào)整方法有：墊片調(diào)隙式、螺紋調(diào)隙式及齒差調(diào)隙式。如圖7-3所示。圖（a）為墊片調(diào)隙式結(jié)構(gòu)；圖（b）為螺母調(diào)隙式結(jié)構(gòu)；圖（c）為齒差調(diào)隙式結(jié)構(gòu)圖。(a)(b) (c)(c)圖7-3 滾珠絲杠副調(diào)隙結(jié)構(gòu)上述三圖其基本原理都是使兩個(gè)螺母間產(chǎn)生軸向位移，以達(dá)到消除間隙和產(chǎn)生預(yù)緊力的目的。但此時(shí)應(yīng)切實(shí)控制好預(yù)緊力的大小。如預(yù)緊力過小，不能完全消除軸向間隙，起不到預(yù)緊的作用，如預(yù)緊力過大，又會(huì)使空載力矩增加，從而降低傳動(dòng)效率縮短使用壽命。滾珠絲杠副螺母副的潤滑 潤滑劑可提高耐磨性及傳動(dòng)效

21、率。潤滑脂可分為潤滑油和潤滑脂兩大類。潤滑油一般為全損耗系統(tǒng)用油；潤滑脂可采用鋰基潤滑脂。潤滑脂一般加在螺紋滾道和安裝螺母的殼體空間內(nèi)，而潤滑油則經(jīng)過殼體上的油孔注入螺母的空間內(nèi)。每半年對滾珠絲杠上的潤滑脂更換一次，清洗絲桿上的舊潤滑脂，涂上新的潤滑脂。用潤滑油潤滑的滾珠絲杠副，可在每次機(jī)床工作前加油一次。支承軸承的定期檢查 應(yīng)定期檢查絲桿支承與床身的連接是否有松動(dòng)以及支承軸承是否損壞等。如有以上問題，要及時(shí)緊固松動(dòng)部件并更換支承軸承。3、滾珠絲杠副的常見故障及排除方法（見表7-2）7-2：滾珠絲杠副的常見故障及排除方法序號(hào)故障現(xiàn)象故障原因排除方法1滾珠絲杠螺母副噪聲絲桿支承軸承的壓蓋壓合情況

22、不好調(diào)整軸承壓蓋，使其壓緊軸承端面絲桿支承軸承可能破損如軸承破損更換新軸承電動(dòng)機(jī)與絲桿聯(lián)軸器松動(dòng)擰緊聯(lián)軸器鎖緊螺釘絲桿潤滑不良改善潤滑條件，使?jié)櫥土砍渥銤L珠絲杠螺母副滾珠有破損更換新滾珠2滾珠絲杠運(yùn)動(dòng)不靈活軸向預(yù)加載荷太大調(diào)整軸向間隙和預(yù)加載荷絲桿與導(dǎo)軌不平行調(diào)整絲桿支座的位置，使絲桿與導(dǎo)軌平行螺母軸線與導(dǎo)軌不平行調(diào)整螺母座的位置絲桿彎曲變形校直絲桿3滾珠絲杠螺母副傳動(dòng)狀況不良滾珠絲杠螺母副潤滑狀況不良用潤滑脂潤滑的絲桿需要移動(dòng)工作臺(tái)取下套罩，涂上潤滑脂7.2.2滾珠絲杠副維修實(shí)例實(shí)例1. 跟蹤誤差過大報(bào)警故障現(xiàn)象：XK713加工過程中X軸出現(xiàn)跟蹤誤差過大報(bào)警分析及處理過程：該機(jī)床采用閉環(huán)控

23、制系統(tǒng)，伺服電動(dòng)機(jī)與絲桿采用直聯(lián)的連接方式。在檢查系統(tǒng)控制參數(shù)無誤后，拆開電動(dòng)機(jī)防護(hù)罩，在電動(dòng)機(jī)伺服帶電的情況下，用手?jǐn)Q動(dòng)絲桿，發(fā)現(xiàn)絲桿與電動(dòng)機(jī)有相對位移，可以判斷是由于電動(dòng)機(jī)與絲桿連接的脹緊套松動(dòng)所致，緊定緊固螺釘后，故障消除。實(shí)例2. 機(jī)械抖動(dòng)故障現(xiàn)象：CK6136車床在Z向移動(dòng)時(shí)有明顯的機(jī)械抖動(dòng)。分析及處理過程：該機(jī)床在Z向移動(dòng)時(shí)，明顯感受到機(jī)械抖動(dòng)，在檢查系統(tǒng)參數(shù)無誤后，將Z軸電動(dòng)機(jī)卸下，單獨(dú)轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)。用扳手轉(zhuǎn)動(dòng)絲桿，振動(dòng)手感明顯。拆下Z軸絲桿防護(hù)罩，發(fā)現(xiàn)絲桿上有很多小鐵屑及臟物，初步判斷為絲桿故障引起的機(jī)械抖動(dòng)。拆下滾珠絲杠副，打開絲桿螺母，發(fā)現(xiàn)螺母反向器內(nèi)也有很多

24、小鐵屑及臟物，造成鋼球運(yùn)轉(zhuǎn)流動(dòng)不暢，時(shí)有阻滯現(xiàn)象。用汽油認(rèn)真清洗，清除雜物，重新安裝，調(diào)整好間隙，故障排除。7.3數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)及維修7.3.1導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)導(dǎo)軌副是機(jī)床的重要部件之一，它在很大程度上決定數(shù)控機(jī)床的剛度、精度和精度保持性。數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌必需具有較高的導(dǎo)向精度、高剛度、高耐磨性，機(jī)床在高速進(jìn)給時(shí)不振動(dòng)、低速進(jìn)給不爬行等特性。目前數(shù)控機(jī)床使用的導(dǎo)軌主要有3種：貼塑滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌。1、 貼塑滑動(dòng)導(dǎo)軌 貼塑滑動(dòng)導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)如圖2-4所示。如不仔細(xì)觀察，從表面上看，它與普通滑動(dòng)導(dǎo)軌沒有多少區(qū)別。它是在兩個(gè)金屬滑動(dòng)面之間粘貼了一層特制的復(fù)合工程塑料帶，這樣將導(dǎo)軌的金屬與金屬的摩

25、擦副改變?yōu)榻饘倥c塑料的摩擦副，因而改變了數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的摩擦特性。圖2-4工作臺(tái)和滑座剖面圖1-床身；2-工作臺(tái)；3-下壓板；4-導(dǎo)軌軟帶；5-貼有導(dǎo)軌軟帶的鑲條目前，貼塑材料常采用聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶和環(huán)氧型耐磨導(dǎo)軌涂層兩類。聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶的特點(diǎn)·摩擦性能好：金屬對聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶的動(dòng)靜摩擦系數(shù)基本不變。·耐磨特性好：聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶材料中含有青銅、二硫化銅和石墨，因此其本身 就具有潤滑作用，對潤滑的要求不高。此外，塑料質(zhì)地較軟，即使嵌入金屬碎屑、灰塵等，也不致?lián)p傷金屬導(dǎo)軌面和軟帶本身，可延長導(dǎo)軌副的使用壽命。·減振性好：塑料的阻尼性能好，其減振效果、消聲的

26、性能較好，有利于提高運(yùn)動(dòng)速 度。·工藝性能好：可以降低對粘貼塑料的金屬基體的硬度和表面質(zhì)量要求，而且塑料易于加工，使得導(dǎo)軌副接觸面獲得優(yōu)良的表面質(zhì)量。環(huán)氧型耐磨導(dǎo)軌涂層 環(huán)氧型耐磨導(dǎo)軌涂層是以環(huán)氧樹脂和二硫化鉬為基體，加入增塑劑，混合成液狀或膏狀為一組份和固化劑為另一組分的雙組分塑料涂層。德國生產(chǎn)的SKIC3和我國生產(chǎn)的HNT環(huán)氧型耐磨涂層都具有以下特點(diǎn)：·良好的加工性：可經(jīng)車、銑、刨、鉆、磨削和刮削。·良好的摩擦性。·耐磨性好。·使用工藝簡單。2、 滾動(dòng)導(dǎo)軌滾動(dòng)導(dǎo)軌作為滾動(dòng)摩擦副的一類，具有以下特點(diǎn)：·摩擦系數(shù)小（0.0030.00

27、5），運(yùn)動(dòng)靈活。·動(dòng)、靜摩擦系數(shù)基本相同，因而啟動(dòng)阻力小，而且不易產(chǎn)生爬行。·可以預(yù)緊，剛度高；壽命長，精度高，潤滑方便。滾動(dòng)導(dǎo)軌有多種形式，目前數(shù)控機(jī)床常用的滾動(dòng)導(dǎo)軌為直線滾動(dòng)導(dǎo)軌，如圖7-5所示。它主要由導(dǎo)軌體、滑塊、滾柱或滾珠、保持器、端蓋等組成。當(dāng)滑塊與導(dǎo)軌體相對移動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)體在導(dǎo)軌體和滑塊之間的圓弧直槽內(nèi)滾動(dòng)，并通過端蓋內(nèi)的滾道，從工作負(fù)荷區(qū)到非工作負(fù)荷區(qū)，然后再滾動(dòng)回工作負(fù)荷區(qū)，不斷循環(huán)，從而把導(dǎo)軌體和滑塊之間的移動(dòng)變成滾動(dòng)體的滾動(dòng)。為防止灰塵和臟物進(jìn)入導(dǎo)軌滾道，滑塊兩端及下部均裝有塑料密封墊，滑塊上還有潤滑油杯。3、 液體靜壓導(dǎo)軌液體靜壓導(dǎo)軌是將具有一定壓力的

28、油液經(jīng)節(jié)流器輸送到導(dǎo)軌面的油腔，形成承載油膜，將相互接觸的金屬表面隔開，實(shí)現(xiàn)液體摩擦。這種導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)小（約0.0005），機(jī)械效率高；由于導(dǎo)軌面間有一層油膜，吸振性好；導(dǎo)軌面不相互接觸，不會(huì)磨損，壽命長，而且在低速下運(yùn)行也不易產(chǎn)生爬行。但是靜壓導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本較高，一般用于大型或重型機(jī)床。7.3.2導(dǎo)軌副的維護(hù)1、間隙調(diào)整導(dǎo)軌副維護(hù)很重要的一項(xiàng)工作是保證導(dǎo)軌面之間具有合理的間隙。間隙過小，則摩擦阻力大，導(dǎo)軌磨損加劇；間隙過大，則運(yùn)動(dòng)失去準(zhǔn)確性和平穩(wěn)性，失去導(dǎo)向精度。下面介紹幾種間隙的調(diào)整方法。壓板調(diào)整間隙。圖7-6所示為矩形導(dǎo)軌上常用的幾種壓板裝置。壓板用螺釘固定在動(dòng)導(dǎo)軌上，常用鉗工

29、配合刮研及選用調(diào)整墊片、平鑲條等機(jī)構(gòu)，使導(dǎo)軌面與支承面之間的間隙均勻，達(dá)到規(guī)定的接觸點(diǎn)數(shù)。對圖7-6（a）所示的壓板結(jié)構(gòu)，如間隙過大，應(yīng)修磨和刮研B面；間隙過小或壓板與導(dǎo)軌壓得太緊，則可刮研或修磨A面；圖（b）采用鑲條式調(diào)整間隙；圖（c）采用墊片式調(diào)整間隙。 (a)修磨刮研式 （b）鑲條式 （c）墊片式圖7-6 壓板調(diào)整間隙鑲條調(diào)整間隙。圖7-7（a）所示為一種全長厚度相等、橫截面為平行四邊形（用于燕尾形導(dǎo)軌）或矩形的平鑲條，通過側(cè)面的螺釘調(diào)節(jié)和螺母鎖緊，以其橫向位移調(diào)整間隙。由于收緊力不均勻，故在螺釘?shù)闹c(diǎn)有撓曲。圖7-7（b）所示為一種全長厚度變化的斜鑲條及三種用于斜鑲條的調(diào)節(jié)螺釘，以其

30、斜鑲條的縱向位移來調(diào)整間隙。斜鑲條在全長上支承，其斜度為1：40或1：100，由于鍥形的增壓作用會(huì)產(chǎn)生過大的橫向壓力，因此調(diào)整時(shí)應(yīng)細(xì)心。壓板鑲條調(diào)整間隙。 如圖7-8所示，T形壓板用螺釘固定在運(yùn)動(dòng)部件上，運(yùn)動(dòng)部件內(nèi)側(cè)和T形壓板之間放置斜鑲條，鑲條不是在縱向有斜度，而是在高度方面做成傾斜。調(diào)整時(shí)，借助壓板上幾個(gè)推拉螺釘，使鑲條上下移動(dòng)，從而調(diào)整間隙。三角形導(dǎo)軌的上滑動(dòng)面能自動(dòng)補(bǔ)償，下滑動(dòng)面的間隙調(diào)整和矩形導(dǎo)軌的下壓板調(diào)整底面間隙的方法相同；圓形導(dǎo)軌的間隙不能調(diào)整。2、滾動(dòng)導(dǎo)軌的預(yù)緊為了提高滾動(dòng)導(dǎo)軌的剛度，對滾動(dòng)導(dǎo)軌應(yīng)進(jìn)行預(yù)緊。預(yù)緊可提高接觸剛度和消除間隙；在立式滾動(dòng)導(dǎo)軌上，預(yù)緊可防止?jié)L動(dòng)體脫落和

31、歪斜。常見的預(yù)緊方法有兩種。 （a）等厚度鑲條 （b）斜鑲條 圖7-7 鑲條調(diào)整間隙圖7-8壓板鑲條調(diào)整間隙采用過盈配合。預(yù)加載荷大于外載荷，預(yù)緊力產(chǎn)生過盈量為23m，過大會(huì)使?fàn)恳υ黾印Ｈ暨\(yùn)動(dòng)部件較重，其重力可起預(yù)加載荷作用，若剛度滿足要求，可不施加預(yù)緊載荷。預(yù)緊載荷的大小，客戶在訂貨時(shí)提出要求，由導(dǎo)軌制造廠商解決。調(diào)整法。利于螺釘、斜塊或偏心輪調(diào)整來進(jìn)行預(yù)緊。3、導(dǎo)軌的潤滑導(dǎo)軌面上進(jìn)行潤滑后，可降低摩擦系數(shù)，減少磨損，并且可防止導(dǎo)軌面銹蝕。導(dǎo)軌常用的潤滑劑有潤滑油和潤滑脂，前者用于滑動(dòng)導(dǎo)軌，而滾動(dòng)導(dǎo)軌兩者都用。潤滑方法。導(dǎo)軌最簡單的潤滑方式是人工定期加油或用油杯供油，這種方法簡單、成本低，

32、但不可靠，一般用于調(diào)節(jié)輔助導(dǎo)軌及運(yùn)動(dòng)速度低、工作不頻繁的滾動(dòng)導(dǎo)軌。對運(yùn)動(dòng)速度較高的導(dǎo)軌大都采用潤滑泵，以壓力強(qiáng)制潤滑。這樣不但可連續(xù)或間歇供油給導(dǎo)軌進(jìn)行潤滑，而且可利用油的流動(dòng)沖洗和冷卻導(dǎo)軌表面。為實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制潤滑，必須有專門的供油系統(tǒng)。對潤滑油的要求。在工作溫度變化時(shí)，潤滑油黏度變化要小，要有良好的潤滑性能和足夠的油膜剛度，油中雜質(zhì)盡量少且不侵蝕機(jī)件。常用的全損耗系統(tǒng)用油有L-AN10、L-AN15、L-AN32、L-AN42、L-AN67,精密機(jī)床導(dǎo)軌油L-TSA32、L-TSA46等。4、導(dǎo)軌的防護(hù)為了防止切屑、磨粒或冷卻液散落在導(dǎo)軌面上而引起磨損、擦傷和銹蝕，導(dǎo)軌面上應(yīng)有可靠的防護(hù)裝置。常

33、用的刮板式、卷簾式和疊層式防護(hù)罩，大多用于長導(dǎo)軌上。在機(jī)床使用過程中應(yīng)防止損壞防護(hù)罩，對疊層式防護(hù)罩應(yīng)經(jīng)常用刷子蘸機(jī)油清理移動(dòng)接縫，以避免碰殼現(xiàn)象的產(chǎn)生。7.3.3 導(dǎo)軌副的常見故障及排除方法影響機(jī)床正常運(yùn)行和加工質(zhì)量的主要環(huán)節(jié)是：導(dǎo)軌副間隙；滾動(dòng)導(dǎo)軌副的預(yù)緊力；導(dǎo)軌的直線度和平行度以及導(dǎo)軌的潤滑、防護(hù)裝置。導(dǎo)軌副的常見故障及排除方法見表7-3。表7-3：導(dǎo)軌副的常見故障及排除方法序號(hào)故障現(xiàn)象故障原因排除方法1導(dǎo)軌研傷機(jī)床經(jīng)長時(shí)間使用，地基與床身水平度有變化，使得導(dǎo)軌局部單位面積負(fù)荷過大定期進(jìn)行床身導(dǎo)軌的水平調(diào)整，或修復(fù)導(dǎo)軌精度長期加工短工件或承受過分集中的負(fù)荷，使得導(dǎo)軌局部磨損嚴(yán)重注意合理分

34、布短工件的安裝位置，避免負(fù)荷過分集中導(dǎo)軌潤滑不良調(diào)整導(dǎo)軌潤滑油量，保證潤滑油壓力導(dǎo)軌材質(zhì)不佳采用電加熱自冷淬火對導(dǎo)軌進(jìn)行處理，導(dǎo)軌上增加鋅鋁銅合金板，以改善摩擦情況刮研質(zhì)量不符合要求提高刮研修復(fù)的質(zhì)量機(jī)床維護(hù)不良，導(dǎo)軌里面落入臟物加強(qiáng)機(jī)床保養(yǎng)，保護(hù)好機(jī)床防護(hù)裝置2導(dǎo)軌上移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)不良或不能移動(dòng)導(dǎo)軌面研傷用170砂布修磨機(jī)床與導(dǎo)軌面上的研傷導(dǎo)軌壓板研傷卸下壓板，調(diào)整壓板與導(dǎo)軌間隙導(dǎo)軌鑲條與導(dǎo)軌間隙太小，調(diào)的太緊松開鑲條防松螺釘，調(diào)整鑲條螺栓，使得運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)靈活，保證0.03mm的塞尺不得塞入，然后鎖緊防松螺釘3加工面在接刀處不平導(dǎo)軌直線度超差調(diào)整或刮研導(dǎo)軌允差0.015/500工作臺(tái)鑲條松動(dòng)

35、或鑲條彎度太大調(diào)整鑲條間隙，鑲條彎度在自然狀態(tài)下小于0.05mm/全長機(jī)床水平度差，使得導(dǎo)軌發(fā)生彎曲調(diào)整機(jī)床安裝水平度，保證平行度、垂直度在0.02/10007.3.4導(dǎo)軌副維修實(shí)例實(shí)例1. 車床X軸反向間隙過大故障現(xiàn)象：CK6140加工圓弧過程中X軸出現(xiàn)加工誤差過大。分析及處理過程：在自動(dòng)加工過程中，從直線到圓弧時(shí)接刀處出現(xiàn)明顯的加工痕跡。用千分表分別對車床的Z、X軸的反向間隙進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)Z軸為0.008mm，而X軸有0.08mm。可以確定該現(xiàn)象是由X軸間隙過大引起的。分別對電動(dòng)機(jī)連接的同步帶、帶輪等檢查無誤后，將X軸分別移動(dòng)至正、負(fù)極限處，將千分表壓在X軸側(cè)面，用手左右推拉X軸中拖板，發(fā)現(xiàn)有0.06mm的移動(dòng)值。可以判斷是X軸導(dǎo)軌鑲條引起的間隙。松開鑲條止退螺釘，調(diào)整鑲條調(diào)整螺母，移動(dòng)X軸，X軸移動(dòng)靈活，間隙測試值還有0.01mm，鎖緊止退螺釘，在系統(tǒng)參數(shù)里將“反向間隙補(bǔ)償”值設(shè)為10，重新啟動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行程序，上述故障現(xiàn)象消失。實(shí)例2. 跟蹤誤差過大報(bào)警故障現(xiàn)象：CJK6136運(yùn)動(dòng)過程中Z軸出現(xiàn)跟蹤誤差過大報(bào)警。分析及處理過程：該機(jī)床采用半閉環(huán)控制系統(tǒng)，在Z軸移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生跟蹤誤差報(bào)警，在參數(shù)檢查無誤后，對電