第5章數控機床機械結構的故障診斷與維護2022/12/161第5章數控機床機械結構的故障診斷與維護2022/12/135.1數控機床機械結構概述5.2數控機床機械故障診斷方法5.3主傳動系統與主軸部件的診斷與維5.4進給傳動機構故障的診斷與維修5.5導軌副故障的診斷與維修5.6液壓、氣動系統故障診斷與維修5.7刀庫及自動換刀裝置故障分析與排除第5章數控機床機械結構的故障診斷與維護2022/12/1625.1數控機床機械結構概述第5章數控機床機械結構的故障診滾動導軌的安裝、預緊：直線滾動導軌副（如圖所示）是數控機床上常用的機構，安裝固定方式主要有螺釘固定、壓板固定、定位銷固定和斜楔塊固定。在實際使用中，通常是兩根導軌成隊使用，其中一條為基準導軌，通過對基準導軌的正確安裝，以保證運動部件相對于支承元件的正確導向。

引例滾動導軌的安裝、預緊：引例3安裝前必須檢查導軌是否有合格證，有否碰傷或銹蝕，用防銹油清洗干凈，清除裝配表面的毛刺、撞擊突起物及污物等；檢查裝配聯接部位的螺栓孔是否吻合，如果發生錯位而強行旋入螺栓，將會降低運行精度。導軌安裝步驟如下：1)將導軌基準面緊靠機床裝配表面的側基面，對準螺孔，將導軌輕輕地用螺栓予以固定。2)上緊導軌側面的頂緊裝置，使導軌基準側面緊靠貼床身的側面。3)，用力矩扳手按參考值擰緊導軌的安裝螺釘；從中間開始按交叉順序向兩端擰緊。安裝前必須檢查導軌是否有合格證，有否碰傷或銹蝕，用防銹油清洗4由于進給伺服驅動、主軸驅動和CNC技術的發展，以及為適應高生產效率的需要，數控機床的機械結構已從初期對普通機床局部結構的改進，逐步發展為數控機床的獨特機械結構。圖5-1所示為CK6136型數控車床。5.1數控機床機械結構概述

2022/12/1655.1.1數控機床機械結構的主要組成由于進給伺服驅動、主軸驅動和CNC技術的5數控機床的機械結構，除機床基礎部件外，還有下列幾部分：1）主傳動系統。2）進給傳動系統。3）實現工件回轉、定位的裝置和附件。4）實現某些部件動作和輔助功能的系統和裝置，如液壓、氣動、潤滑、冷卻等系統和排屑、防護等裝置。5）刀架或自動換刀裝置（ATC）。6）自動拖盤交換裝置（APC）。7）特殊功能裝置，如刀具破損監控、精度檢測和監控裝置。8）為完全自動化控制功能的各種反饋信號及元器件

2022/12/166數控機床的機械結構，除機床基礎部件外，還有下列幾部分：2025.1.2數控機床機械結構的主要特點

由于數控加工是一種程序控制過程，使其相應形成了以下幾個特點：（1）自動化程度高，可以減輕工人的勞動強度。（2）加工精度高、加工質量穩定可靠、重復性好。（3）加工生產率高。（4）對零件加工的適應性強、靈活性好、能加工形狀復雜的零件。（5）有利于生產管理的現代化。2022/12/1675.1.2數控機床機械結構的主要特點2022/12/1377數控機床是機、電、液、氣、計算機自動控制等為一體的自動化機床，經各部分的執行功能最后共同完成機械執行機構的移動、轉動、夾緊、松開、變速和換刀等各種動作，實現切削加工任務。在機床工作時，它們的各項功能相互結合，發生故障時也混在一起，故障現象與故障原因并非簡單的一一對應關系，而往往可能出現一種故障現象是由幾種不同原因引起的，或一種原因引起幾種故障，即大部分故障是以綜合故障形式出現的，這就給故障診斷及其排除帶來了很大困難。5.2數控機床機械故障診斷方法2022/12/1685.2.1機械故障及其分類數控機床是機、電、液、氣、計算機自動控8一般來說，機床的機械故障類型可分為以下幾種。（1）功能性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）動作型故障主要指機床各執行部件動作故障，如主軸不轉動、液壓變速不靈活、工件或刀具夾不緊或松不開、刀架或刀庫轉位定位不太準等。（3）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。2022/12/169一般來說，機床的機械故障類型可分為以下幾種。2022/12/95.2.2數控機床機械故障診斷方法數控機床機械系統故障的診斷方法可以分為實用診斷技術、常用診斷技術、現代診斷技術三種。數控機床機械系統故障的診斷方法見表5-1。

2022/12/16105.2.2數控機床機械故障診斷方法2022/12/1310數控機床是機、電、液、氣、計算機自動控制等為一體的自動化機床，經各部分的執行功能最后共同完成機械執行機構的移動、轉動、夾緊、松開、變速和換刀等各種動作，實現切削加工任務。在機床工作時，它們的各項功能相互結合，發生故障時也混在一起，故障現象與故障原因并非簡單的一一對應關系，而往往可能出現一種故障現象是由幾種不同原因引起的，或一種原因引起幾種故障，即大部分故障是以綜合故障形式出現的，這就給故障診斷及其排除帶來了很大困難。5.3主傳動系統與主軸部件的診斷與維修

2022/12/16115.3.1主軸部件數控機床是機、電、液、氣、計算機自動控111．主軸端部的結構形狀主軸端部用于安裝刀具或夾持工件的夾具，在設計要求上，應能保證定位準確、安裝可靠、連接牢固、裝卸方便，并能傳遞足夠的轉矩。主軸端部的結構形狀都已標準化，如圖5-2所示為普通機床和數控機床所通用的幾種結構形式。2022/12/16121．主軸端部的結構形狀2022/12/1312122.主軸部件的支承機床主軸帶著刀具或夾具在支承中作回轉運動，應能傳遞切削轉矩承受切削抗力，并保證必要的旋轉精度。機床主軸多采用滾動軸承作為支承，對于精度要求高的主軸則采用動壓或靜壓滑動軸承作為支承。下面著重介紹主軸部件所用的滾動軸承。

1）．主軸部件常用滾動軸承的類型如圖5-3所示

2）．滾動軸承的精度主軸部件所用滾動軸承的精度有高級6、精密級5、特精級4和超精級2。前支承的精度一般比后支承的精度高一級，也可以用相同的精度等級。普通精度的機床通常前支承取4、5級，后支承用5、6級。

3）．主軸滾動軸承的配置如圖5-4所示2022/12/16132.主軸部件的支承2022/12/1313134）．主軸滾動軸承的預緊常用的方法有以下幾種：(1)軸承內圈移動

如圖5-5所示(2)修磨座圈或隔套

如圖5-6、5-7所示3.主軸的材料和熱處理主軸材料可根據強度、剛度、耐磨性、載荷特點和熱處理變形大小等因素來選擇。主軸剛度與材質的彈性模量E有關。無論是普通鋼還是合金鋼其E值基本相同。因此，對于一般要求的機床其主軸可用價格便宜的中碳鋼、45鋼，進行調質處理后硬度為22～28HRC。4.主軸的潤滑與冷卻主軸軸承潤滑和冷卻是保證主軸正常工作的必要手段。2022/12/16144）．主軸滾動軸承的預緊2022/12/1314141．主軸部件的維護數控機床主軸部件是影響機床加工精度的主要部件，它的回轉精度影響工件的加工精度；它的功率大小和回轉速度影響加工效率；它的自動變速、準停和換刀等影響機床的自動化程度。因此，要求主軸部件具有與本機床工作性能相適應的高回轉精度、剛度、抗振性、耐磨性和低的溫升。在結構上，必須很好地解決刀具和工件的裝夾、軸承的配置、軸承間隙調整和潤滑密封等問題。（1）．防泄漏：圖5-8所示為臥式加工中心主軸前支承的密封結構。

2022/12/16155.3.2主傳動系統的特點、一般調試方法1．主軸部件的維護2022/12/13155.3.2主傳動系15主軸的密封有接觸式和非接觸式密封。圖5-9是幾種非接觸密封的形式。接觸式密封主要有油氈圈和耐油橡膠密封圈密封，如圖5-10所示。

（2）．刀具夾緊

在自動換刀機床的刀具自動夾緊裝置中，刀具自動夾緊裝置的刀桿常用7:24的大錐度錐柄，既利于定心，也為松刀帶來方便。2.主傳動鏈的維護3．主傳動鏈故障及診斷方法主傳動鏈常見故障及排除方法如表5-2所列。

2022/12/1616主軸的密封有接觸式和非接觸式密封。圖5-9是幾種165.4進給傳動機構故障的診斷與維修5.4.1滾珠絲杠螺母副目前廣泛應用的進給運動的傳動方式主要有兩種：一種是回轉伺服電機通過滾珠絲杠螺母副的間接傳動的進給運動方式;另一種是采用直線電機直接驅動的進給運動方式。后者多用于高速加工中。常用的循環方式有外循環與內循環兩種：1、外循環2、內循環滾珠絲杠副與滑動絲杠螺母副比較有很多優點：傳動效率高、靈敏度高、傳動平穩；磨損小、壽命長；可消除軸向間隙，提高軸向剛度等。2022/12/16175.4進給傳動機構故障的診斷與維修5.4.1滾珠絲杠螺母副

1.滾珠絲杠副的安裝

常見安裝方式有以下四種情況(如圖5-11的（a）、（b）、

（c）、（d）所示)。

(1)固定—自由適用于低轉速，中精度，短軸向絲杠；

(2)支承—支承適用于中等轉速，中精度；

(3)固定—支承適用于中等轉速、高精度；

(4)固定—固定適用于高轉速、高精度。

2.滾珠絲杠副的預緊

滾珠絲杠副預緊的目的是為了消除絲杠與螺母之間的間隙和施加預緊力，以保證滾珠絲杠反向傳動精度和軸向剛度。

在數控機床進給系統中使用的滾珠絲杠螺母副的預緊方法有修配墊片厚度、雙螺母消隙、齒差式調整方法等。廣泛采用的是雙螺母結構消隙。

1、修配墊片消隙式如圖5-12所示

2、雙螺母消隙式如圖5-13所示

3、齒差消隙式如圖5-14所示

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1.滾珠絲杠副的安裝

常見安裝方式有以下四種情況(如3.滾珠絲杠副的潤滑及防護裝置滾珠絲杠副在工作狀態下，必須潤滑，以保證其充分發揮機能。潤滑方式主要有以下兩種：潤滑脂、潤滑油。潤滑脂的給脂量一般是螺母內部空間容積的1/3，某些生產廠家在裝配時螺母內部已加注潤滑脂。而潤滑油的給油量隨行程、潤滑油的種類、使用條件等的不同而不同。

滾珠絲杠副與滾動軸承一樣，如果污物及異物進入就很快使它磨損，因此考慮油污物異物（切削）進入時，必須采用防塵裝置，將絲杠軸完全保護起來。防塵裝置可采用可隨移動部件移動而收展的鋼制蓋板或柔性卷簾。2022/12/16193.滾珠絲杠副的潤滑及防護裝置2022/12/13195.4.2靜壓蝸桿—蝸輪條傳動傳動原理靜壓蝸桿—蝸輪齒條是一種精密傳動副，用于將回轉運動轉變為直線位移。如圖5-15所示，蝸桿可看作長度很短的絲杠，其長徑比很小。蝸輪齒條則可以看作一個很長的螺母沿軸向剖開后的一部分。與滾珠絲杠不同，蝸輪齒條能無限接長，因此，運動部件的行程可以很長。2022/12/16205.4.2靜壓蝸桿—蝸輪條傳動2022/12/13205.4.3預加載荷雙齒輪齒條工作行程很大的大型數控機床通常采用齒輪齒條來實現進給運動。進給力不大時，可以采用類似于圓柱齒輪傳動中的雙薄片齒輪結構，通過錯齒的方法來消除間隙；當進給力較大時，通常采用雙厚齒輪的傳動結構。圖5-16是雙厚齒輪的傳動結構圖。2022/12/16215.4.3預加載荷雙齒輪齒條2022/12/1321215.4.4直線電動機傳動直線電動機的工作原理與旋轉電動機沒有本質區別，可將其視為旋轉電動機沿圓周方向拉伸展平的產物，如圖5-17所示，對應于旋轉電動機的定子部分，稱為直線電動機的初級；對應于旋轉電動機的轉子部分，稱為直線電動機的次級。在結構上，可以有如圖5-18所示的短次級和短初級兩種形式。為了減小發熱量和降低成本，高速機床用直線電動機一般采用圖5-18b所示的短初級和動次級結構。2022/12/16225.4.4直線電動機傳動2022/12/1322225.4.5滾珠絲杠常見的的故障、故障原因及維修方法

表5-3為滾珠絲杠螺母副常見的故障、故障原因及維修方法一覽表。

2022/12/16235.4.5滾珠絲杠常見的的故障、故障原因及維修方法2022/235.5導軌副故障的診斷與維修2022/12/16245.5.1導軌滑塊副導軌副按接觸面的摩擦性質可以分為滑動導軌、靜壓導軌和滾動導軌。1.滑動導軌2.靜壓導軌如圖5-19所示3.滾動導軌如圖5-20所示4.滾動導軌的結構，結構如圖5-21所示5.滾動導軌的安裝、預緊如圖5-22所示5.5導軌副故障的診斷與維修2022/12/13245.5245.5.2導軌常見的的故障、故障原因及維修方法

表5-5為導軌副在使用中常見故障、故障原因及維修方法一覽表。

2022/12/16255.5.2導軌常見的的故障、故障原因及維修方法2022/12255.6液壓、氣動系統故障診斷與維修2022/12/16265.6.1數控機床液壓回路常見故障及維修液壓傳動系統在數控機床中占有很重要的位置，加工中心的刀具自動交換系統(ATC)，托盤自動交換系統，主軸箱的平衡，主軸箱齒輪的變檔以及回轉工作臺的夾緊等—般都采用液壓系統來實現。機床液壓設備是由機械、液壓、電氣及儀表等組成的統一體，分析系統的故障之前必須弄清楚整個液壓系統的傳動原理、結構特點，然后根據故障現象進行分析、判斷，確定區域、部位、以至于某個元件。液壓系統的工作總是由壓力、流量、液流方向來實現的，可按照這些特征找出故障的原因并及時給予排除。造成故障的主要原因一般不外有三種情況：一是設計不完善或不合理；二是操作安裝有誤，使零件、部件運轉不正常；三是使用、維護、保養不當。前一種故障必須充分分析研究后進行改裝、完善，后兩種故障可以用修理及調整的方法解決。5.6液壓、氣動系統故障診斷與維修2022/12/1326261．液壓泵故障液壓泵主要有齒輪泵、葉片泵等，下面以齒輪泵為例介紹故障及其診斷。齒輪泵最常見的故障是泵體與齒輪的磨損、泵體的裂紋和機械損傷。出現以上情況一般必須大修或更換零件。2．整體多路閥常見故障的可能原因及排除方法(1)工作壓力不足(2)工作油量不足(3)復位失靈復位彈簧損壞與變形，更換新產品。(4)外泄漏2022/12/16271．液壓泵故障2022/12/13273．電磁換向閥常見故障的可能原因和排除方法(1)滑閥動作不靈活(2)電磁線圈燒損4．液壓缸故障及排除方法(1)外部漏油(2)活塞桿爬行和蠕動2022/12/16283．電磁換向閥常見故障的可能原因和排除方法2022/12/1282022/12/16295.6.2數控機床氣壓回路常見故障及維修

1．氣動系統維護的要點(1)保證供給潔凈的壓縮空氣(2)保證空氣中含有適量的潤滑油(3)保持氣動系統的密封性(4)保證氣動元件中運動零件的靈敏性(5)保證氣動裝置具有合適的工作壓力和運動速度2．氣動系統的點檢與定檢(1)管路系統點檢(2)氣動元件的定檢：表5-6氣動元件的定檢2022/12/13295.6.2數控機床氣壓回路常見故障及295.7刀庫及自動換刀裝置故障分析與排除2022/12/16305.7.1刀庫的形式

刀庫用于存放刀具，它是自動換刀裝置中主要部件之一。其容量、布局和具體結構對數控機床的設計有很大影響。根據刀庫存放刀具的數目和取刀方式，刀庫可設計成多種形式。圖5-23所示為常見的幾種刀庫形式。單盤式刀庫圖5-23a～d存放的刀具數目—般為15～40把，為適應機床主軸的布局，刀庫上刀具軸線可以按不同方向配置，如軸向、徑向或斜向。圖5-23d是刀具可作90°翻轉的圓盤刀庫，采用這種結構可以簡化取刀動作。單盤式的結構簡單，取刀也很方便，因此應用廣泛。當刀庫存放刀具的數目要求較多時，若仍采用單圓盤刀庫，則刀庫直徑增加太大而使結構龐大。為了既能增大刀庫容量而結構又較緊湊，研制了各種形式的刀庫。如圖5-23e為鼓輪彈倉式(又稱刺猬式)刀庫，其結構十分緊湊，在相同的空間內，它的刀庫容量最大，但選刀和取刀的動作較復雜。5.7刀庫及自動換刀裝置故障分析與排除2022/12/13305.7.2刀庫的故障刀庫的主要故障有：刀庫不能轉動或轉動不到位；刀庫的刀套不能夾緊，刀具、刀庫上不到位等。(1)刀庫不能轉動或轉動不到位，刀庫不能轉動的可能原因有：①聯接電動機軸與蝸桿軸的聯軸器松動；②變頻器故障，應查變頻器的輸入輸出電壓正常與否；③PLC無控制輸出，可能是接口板中的繼電器失效；④機械連接過緊或黃油粘澀；⑤電網電壓過低(不應低于370V)。刀庫轉動不到位的可能原因有：電機轉動故障，傳動機構誤差。(2)刀套不能夾緊刀具可能原因是刀套上的調整螺母松動，或彈簧太松，造成卡緊力超重，刀具超重。(3)刀套上下不到位可能原因是裝置調整不當或加工誤差過大而造成撥叉位置不正確；因限位開關安裝不準或調整不當而造成反饋信號錯誤。(4)刀套不能拆卸或停留一段時間才能拆卸應檢查操縱刀套90°上下的氣缸、氣閥是否松動，氣壓足不足，刀套的轉動軸銹蝕等。

2022/12/16315.7.2刀庫的故障2022/12/13315.7.3換刀機械手故障（1）刀具夾不緊可能原因有氣泵氣壓不足，增壓漏氣，刀具卡緊氣壓漏氣，刀具松開彈簧上的螺帽松動。(2)刀具夾緊后松不開可能原因有松鎖刀的彈簧壓合過緊，應調節松鎖刀彈簧上的螺釘，使最大載荷不超過額定數值。(3)刀具從機械手中脫落應檢查刀具是否超重，機械手卡緊鎖是否損壞或沒有彈出來。(4)刀具交換時掉刀換刀時主軸箱沒有回到換刀點或換刀點漂移，機械手抓刀時沒有到位，就開始拔刀，都會導致換刀時掉刀。(5)機械手換刀速度過快或過慢可能是因氣壓太高或太低和換刀氣閥節流開口太大或太小。2022/12/16325.7.3換刀機械手故障2022/12/13322022/12/16332022/12/1333圖5-1CK6136型數控車床1-主軸

2-溜板箱

3-刀架

4-防護罩

5-數控系統

6-機床控制操作面板

7-尾座

8-床身2022/12/1634圖5-1CK6136型數控車床2022/12/133434表5-1數控機床機械系統故障的診斷方法2022/12/1635診斷方法分類機械設備故障診斷方法原理及特征信息實用診斷技術聽、觸、看、問、嗅借用簡單工具、儀器，如百分表、水準儀、光學議等檢測。通過人的感官，根據形貌、聲音、溫度、顏色和氣味的變化來診斷。但是這需要檢測者有豐富的實踐經驗，目前這種方法被廣泛采用與現場診斷。常用診斷技術查閱技術檔案資料找規律、查原因、做判斷現代診斷技術油液光譜分析通過使用原子吸收光譜儀，對進入潤滑油或液壓油中磨損的各種金屬微粒和外來沙粒，塵埃等殘余物進行形狀、大小、化學成分和濃度分析，判斷磨損狀態、激勵和嚴重程度，從而有效掌握零件磨損情況。表5-1數控機床機械系統故障的診斷方法2022/12/13335續表5-1數控機床機械系統故障的診斷方法2022/12/1636診斷方法分類機械設備故障診斷方法原理及特征信息現代診斷技術振動監測通過安裝在機床某些特征點上的傳感器，利用振動計巡回檢測，測量機床上某些特征點的總振級大小，如位移、速度、加速度和幅頻特征等，在機床運行過程中獲取信號，對信號做各種處理和分析，通過某些特征量的變化來判別有無故障、根據由以往診斷經驗形成的一些判據來進一步確定故障的部位，或對故障進行預測和監測。但是要注意首先應進行強度測定，確認有異常時，再作定量分析。噪聲譜分析用噪聲測量計、聲波計對機床齒輪、軸承運行中噪聲信號頻譜的變化規律進行深入分析，識別和判斷齒輪、軸承磨損時的故障狀態，可做到非接觸式測量，但要減少環境噪聲干擾，要注意首先應進行強度測定，確認有異常時，再作定量分析。故障診斷專家系統將診斷所必須的指示、經驗和規則等信息編程計算機可以利用的知識庫，建立具有一定智能的專家系統。這種系統能對機器狀態作常規診斷，解決常見的哥找你個問題，并可自行修正和擴承諾過已有的指示哭，不斷提高診斷水平。續表5-1數控機床機械系統故障的診斷方法2022/12/1336續表5-1數控機床機械系統故障的診斷方法2022/12/1637診斷方法分類機械設備故障診斷方法原理及特征信息現代診斷技術溫度監測用于機床運行中發熱異常的檢測，利用各種測溫熱電偶探頭，測量軸承、軸瓦、電動機和齒輪箱等裝置的表面溫度，具有快速、正確、方便的特點。或采用溫度計、熱電偶、測量貼片、熱敏涂料直接接觸軸承、電動機、齒輪箱等裝置的表面進行測量。裂紋監測通過磁性探傷性、超聲波、電阻法、聲發射法等觀察零件內部機體的裂紋缺陷。測量不同性質材料的裂紋應采用不同辦法。非破壞性監測通過磁性探傷法、超聲波法、電阻法、聲發射法等觀察零件內部集體的裂紋缺陷。測量不同性質材料的裂紋應采用不同的方法。續表5-1數控機床機械系統故障的診斷方法2022/12/1337圖5-2主軸端部的結構形式2022/12/1638圖5-2主軸端部的結構形式2022/12/133838圖5-3主軸常用的滾動軸承2022/12/1639圖5-3主軸常用的滾動軸承2022/12/133939圖5-4數控機床主軸軸承配置形式

2022/12/1640圖5-4數控機床主軸軸承配置形式

2022/12/134040圖5-5軸承內圈移動2022/12/1641圖5-5軸承內圈移動2022/12/134141圖5-6修磨座圈圖5-7隔套的應用2022/12/1642圖5-6修磨座圈422022/12/1643圖5-8主軸前支承的密封結構1-進油口；2-軸承；3-套筒；4、5-法蘭盤；6-主軸；7-泄漏孔；8-回油斜孔；9-泄油孔2022/12/1343圖5-8主軸前支承的密封結構43圖5-9非接觸式密封1-端蓋2-螺母2022/12/1644圖5-9非接觸式密封2022/12/134444圖5-10接觸式密封1-甩油環2-油氈圈3-耐油橡膠密封圈2022/12/1645圖5-10接觸式密封2022/12/134545表5-2主傳動鏈常見故障診斷及排除方法2022/12/1646序號故障現象故障原因排除方法1加工精度達不到要求機床在運輸過程中受到沖擊檢查對機床精度有影響的各部分，特別是導軌副，并按出廠精度要求重新調整或修復安裝不牢固、安裝精度低或有變化重新安裝調平、緊固2切削振動大主軸箱和床身連接螺釘松動恢復精度后緊固連接螺釘軸承預緊力不夠、游隙過大重新調整軸承游隙。但預緊力不宜過大，以免損壞軸承軸承預緊螺母松動，使主軸竄動緊固螺母，確保主軸精度合格軸承拉毛或損壞更換軸承主軸與箱體超差修理主軸或箱體，使其配合精度、位置精度達到要求其他因素檢查刀具或切削工藝問題如果是車床，則可能是轉塔刀架運動部位松動或壓力不夠而未卡緊調整修理表5-2主傳動鏈常見故障診斷及排除方法2022/12/13446續表5-2主傳動鏈常見故障診斷及排除方法2022/12/1647序號故障現象故障原因排除方法3主軸箱噪聲大主軸部件動平衡不好重做動平衡齒輪嚙合間隙不均或嚴重損傷調整間隙或更換齒輪軸承損壞或傳動軸彎曲修復或更換軸承，校直傳動軸傳動帶長度不一或過松調整或更換傳動帶，不能新舊混用齒輪精度差更換齒輪潤滑不良調整潤滑油量，保持主軸箱的清潔度4齒輪和軸承損壞變擋壓力過大，齒輪受沖擊產生破損按液壓原理圖，調整到適應的壓力和流量變擋機構損壞或固定銷脫落修復或更換零件軸承預緊力過大或無潤滑重新調整預緊力，并使之潤滑充足續表5-2主傳動鏈常見故障診斷及排除方法2022/12/1347續表5-2主傳動鏈常見故障診斷及排除方法2022/12/1648序號故障現象故障原因排除方法5主軸無變速電氣變擋信號是否輸出電氣人員檢查處理壓力是否足夠檢測并調整工作壓力變擋液壓缸研損或卡死修去毛刺和研傷，清洗后重裝變擋電磁閥卡死檢修并清洗電磁閥變擋液壓缸撥叉脫落修復或更換變擋液壓缸竄油或內泄更換密封圈變擋復合開關失靈更換新開關6主軸不轉動主軸轉動指令是否輸出電氣人員檢查處理保護開關沒有壓合或失靈檢修壓合保護開關或更換卡盤未夾緊工件調整或修理卡盤變擋復合開關損壞更換復合開關變擋電磁閥體內泄漏更換電磁閥7主軸發熱主軸軸承預緊力過大調整預緊力軸承研傷或損傷更換軸承潤滑油臟或有雜質清洗主軸箱，更換新油續表5-2主傳動鏈常見故障診斷及排除方法2022/12/1348續表5-2主傳動鏈常見故障診斷及排除方法2022/12/1649序號故障現象故障原因排除方法8液壓變速時齒輪推不到位主軸箱內撥叉磨損選用球墨鑄鐵作撥叉材料在每個垂直滑移齒輪下方安裝塔簧作為輔助平衡裝置，減輕對撥叉的壓力活塞的行程與滑移齒輪的定位相協調若拔叉磨損，予以更換9主軸在強力切削時停轉電動機與主軸連接的皮帶過松移動電動機座，張緊皮帶，然后將電動機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整過松或磨損調整摩擦離合器，修磨或更換摩擦片續表5-2主傳動鏈常見故障診斷及排除方法2022/12/1349續表5-2主傳動鏈常見故障診斷及排除方法2022/12/1650序號故障現象故障原因排除方法10主軸沒有潤滑油循環或潤滑不足液壓泵轉向不正確，或間隙太大改變液壓泵轉向或修理液壓泵吸油管沒有插入油箱的油面以下將吸油管插入油面以下2/3處油管或濾油器堵塞清除堵塞物潤滑油壓力不足調整供油壓力11潤滑油泄漏潤滑油量多調整供油量檢查各處密封件是否有損壞更換密封件管件損壞更新管件12刀具不能夾緊碟形彈簧位移量小調整碟形彈簧行程長度刀具松夾彈簧上的螺母松動順時針旋轉松夾刀彈簧上的螺母使其最大工作載荷為13kN13刀具夾緊后不能松開松刀彈簧壓合過緊順時針旋轉松夾刀彈簧上的螺母使其最大工作載荷不得超過13kN液壓缸壓力和行程不夠調整液壓力和活塞行程開關位置續表5-2主傳動鏈常見故障診斷及排除方法2022/12/1350（c）（a）（b）（d）圖5-11滾珠絲桿副的安裝方式

1一電動機2～彈性聯軸器3一軸承4一滾珠絲桿5一滾珠絲桿螺母2022/12/1651（c）（a）（b）（d）圖5-11滾珠絲桿副的安裝方式

151圖5-12墊片結構消隙螺母墊片絲杠FmFm伸張預緊2022/12/1652圖5-12墊片結構消隙螺母墊片絲杠FmFm伸張預緊2022521234567圖5-13鎖緊雙螺母消隙式1、7-螺母

2-返向器

3-滾珠

4-絲杠

5-墊圈

6-圓螺母螺母1螺母2螺母座內齒圈圖

5-14齒差調隙式2022/12/16531234567圖5-13鎖緊雙螺母消隙式螺母1螺母2螺母532022/12/1654圖5-15蝸桿-蝸輪齒條工作原理1-油箱2-濾油器3-液壓泵4-電動機5-溢流閥6-粗濾油器2022/12/1354圖5-15蝸桿-蝸輪齒條工作原理542022/12/1655圖5-16雙厚齒輪的傳動結構2022/12/1355圖5-16雙厚齒輪的傳動結構552022/12/1656次級初級（b）圖5-17旋轉電動機展平為直線電動機的過程（a）旋轉電動機（b）直線電動機2022/12/1356次級初級（b）562022/12/1657次級初級次級初級（a）（b）圖5-18直線電動機的形式（a）短次級（b）短初級2022/12/1357次級初級次級初級（a）57表5-3滾珠絲杠常見故障、故障原因及維修方法

2022/12/1658故障現象故障原因維修方法加工工件表面粗造度值高導軌的潤滑油不足，致使溜板爬行加潤滑油，排除潤滑故障滾珠絲杠有局部拉毛或磨損更換或修理絲杠絲杠軸承損壞，運動不平穩更換損壞軸承伺服電機未調整好，增益過大調整伺服電動機控制系統反向誤差大，加工精度不穩定絲杠軸聯軸器錐套松動重新緊固，并用百分表反復測試絲杠軸滑板配合壓板過緊或過松重新調整或修研，用0.03mm塞尺塞不入為合格絲杠軸滑板配合楔鐵過緊或過松重新調整或修研，使接觸率達70%以上，用0.03mm塞尺塞不入為合格滾珠絲杠預緊力過緊或過松調整預緊力，檢查軸向竄動值，使其誤差不大于0.015mm滾珠絲杠螺母副端面與結合面不垂直，結合過松修理、調整或加墊處理絲杠支座軸承預緊力過緊或過松修理調整表5-3滾珠絲杠常見故障、故障原因及維修方法2022/158續表5-3滾珠絲杠常見故障、故障原因及維修方法

2022/12/1659故障現象故障原因維修方法滾珠絲杠制造誤差大或軸向竄動用控制系統自動補償功能消除間隙，用儀器測量并調整絲杠竄動潤滑油不足或沒有調節至各導軌面均有潤滑油其他機械干涉排除干涉部位滾珠絲杠在運轉中轉矩過大二滑板配合壓板過緊或研損重新調整或修研壓板，使0.04mm塞尺塞不入為合格滾珠絲杠螺母反向器損壞，滾珠絲杠卡死或軸端螺母預緊力過大修復或更換絲杠，并精心調整絲杠磨損更換伺服電動機與滾珠絲杠連接不同軸調整同軸度并緊固連接座無潤滑油調整潤滑油路超程開關失靈造成機械故障檢查故障并排除伺服電動機過熱報警檢查故障并排除絲杠螺母潤滑不良分油器是否分油檢查定量分油器油管是否堵塞清除污物使油管暢通續表5-3滾珠絲杠常見故障、故障原因及維修方法2022/59續表5-3滾珠絲杠常見故障、故障原因及維修方法

2022/12/1660故障現象故障原因維修方法滾珠絲杠副噪聲絲杠支承軸承的壓蓋壓合情況不好調整軸承壓蓋，使其壓緊軸承端面絲杠支承軸承可能破裂如軸承破損，更換新軸承電動機與絲杠聯軸器松動擰緊聯軸器，鎖緊螺釘絲杠潤滑不良改善潤滑條件，使潤滑油量充足滾珠絲杠副滾珠有破損更換新滾珠滾珠絲杠運動不靈活軸向預加載荷過大調整軸向間隙和預加載荷絲杠與導軌不平行調整絲杠支座位置，使絲杠與導軌平行螺母軸線與導軌不平行調整螺母座位置絲杠彎曲變形調整絲杠滾珠絲杠潤滑狀況不良絲杠副潤滑不良，噪聲較大用潤滑脂潤滑絲杠，需移動工作臺，取下罩套，涂上潤滑脂續表5-3滾珠絲杠常見故障、故障原因及維修方法2022/602022/12/1661圖5-19開式靜壓導軌工作原理1-粗過濾器2-液壓泵3-溢流閥4-精過濾器5-調速閥6-運動導軌7床身導軌8-油箱圖5-20直線滾動導軌2022/12/1361圖5-20直線滾動導軌612022/12/1662圖5-21滾動直線導軌副的安裝固定方式a）用螺釘固定c）定位銷固定工作臺工作臺工作臺工作臺床體床體床體床體b）用壓板和螺釘固定d）用楔塊和螺釘固定工作臺床體e）導軌平行安裝2022/12/1362圖5-21滾動直線導軌副的安裝固622022/12/1663圖5-22滾動導軌的預緊a)滾柱或滾針導軌自由支承b）滾柱或滾針導軌預加載c）交叉式滾柱導軌d）循環式滾動導軌塊1.循環式直線導軌塊2.淬火鋼導軌2022/12/1363圖5-22滾動導軌的預緊63表5-5導軌常見故障、故障原因及維修方法2022/12/1664故障現象故障原因維修方法導軌研傷機床經長時間使用，地基與床身水平度有變化，使導軌局部單位面積負荷過大定期進行床身導軌的水平度調整，或修復導軌精度長期加工短工件或承受過分集中的負荷，使導軌局部磨損嚴重注意合理分布短工件的安裝位置，避免負荷過分集中導軌潤滑不良調整導軌潤滑油量，保證潤滑油壓力導軌材質不佳采用電鍍加熱自冷淬火對導軌進行處理，導軌上增加鋅鋁銅合金板，以改善摩擦情況刮研質量不符合要求提高刮研修復的質量機裝維護不良，導軌里落入臟物加強機床保養，保護好導軌防護裝置表5-5導軌常見故障、故障原因及維修方法2022/12/164續表5-5導軌常見故障、故障原因及維修方法2022/12/1665故障現象故障原因維修方法導軌上移動部件運動不良或不能移動導軌面研傷用180#砂布修磨機床與導軌面上的研傷導軌壓板研傷卸下壓板，調整壓板與導軌間隙導軌鑲條與導軌間隙太小，調得太緊松開鑲條防松螺釘，調整鑲條螺栓，使運動部件運動靈活，保證0.03mm的塞尺不得塞入，然后鎖緊防松螺釘加工面在接刀處不平導軌直線度超差調整或修刮導軌，允差為0.015/500mm工作臺鑲條松動或鑲條彎度太大調整鑲條間隙，鑲條彎度在自然狀態下小于0.05mm/全長機床水平度差，使導軌發生彎曲調整機床安裝水平度，保證平行度、垂直度在0.02/1000mm之內續表5-5導軌常見故障、故障原因及維修方法2022/12/65表5-6氣動元件的定檢2022/12/1666元件名稱點檢內容氣缸活塞桿與端面之間是否漏氣；活塞桿是否劃傷、變形；管接頭、配管是否劃傷、損壞；氣缸動作時有無異常聲音；緩沖效果是否合乎要求電磁閥電磁閥外殼溫度是否過高；電磁閥動作時，工作是否正常；氣缸行程到末端時，通過檢查閥的排氣口是否有漏氣來確診電磁閥是否漏氣；緊固螺栓及管接頭是否松動；電壓是否正常，電線有否損傷；通過檢查排氣口是否被油潤濕，或排氣是否會在白紙上留下油霧斑點來判斷潤滑是否正常油霧器油杯內油量是否足夠，潤滑油是否變色、混濁，油杯底部是否沉積有灰塵和水；滴油量是否合適調壓閥壓力表讀數是否在規定范圍內；調壓閥蓋或鎖緊螺母是否鎖緊；有無漏氣過濾器儲水杯中是否積存冷凝水；濾芯是否應該清洗或更換；冷凝水排放閥動作是否可靠安全閥壓力繼電器在調定壓力下動作是否可靠；校檢合格后，是否有鉛封或鎖緊；電線是否損傷，絕緣是否可靠表5-6氣動元件的定檢2022/12/1366元件名稱點檢662022/12/16圖5-23盤形刀庫2022/12/16672022/12/13圖5-23盤形刀庫2022/12/1367第5章數控機床機械結構的故障診斷與維護2022/12/1668第5章數控機床機械結構的故障診斷與維護2022/12/135.1數控機床機械結構概述5.2數控機床機械故障診斷方法5.3主傳動系統與主軸部件的診斷與維5.4進給傳動機構故障的診斷與維修5.5導軌副故障的診斷與維修5.6液壓、氣動系統故障診斷與維修5.7刀庫及自動換刀裝置故障分析與排除第5章數控機床機械結構的故障診斷與維護2022/12/16695.1數控機床機械結構概述第5章數控機床機械結構的故障診滾動導軌的安裝、預緊：直線滾動導軌副（如圖所示）是數控機床上常用的機構，安裝固定方式主要有螺釘固定、壓板固定、定位銷固定和斜楔塊固定。在實際使用中，通常是兩根導軌成隊使用，其中一條為基準導軌，通過對基準導軌的正確安裝，以保證運動部件相對于支承元件的正確導向。

引例滾動導軌的安裝、預緊：引例70安裝前必須檢查導軌是否有合格證，有否碰傷或銹蝕，用防銹油清洗干凈，清除裝配表面的毛刺、撞擊突起物及污物等；檢查裝配聯接部位的螺栓孔是否吻合，如果發生錯位而強行旋入螺栓，將會降低運行精度。導軌安裝步驟如下：1)將導軌基準面緊靠機床裝配表面的側基面，對準螺孔，將導軌輕輕地用螺栓予以固定。2)上緊導軌側面的頂緊裝置，使導軌基準側面緊靠貼床身的側面。3)，用力矩扳手按參考值擰緊導軌的安裝螺釘；從中間開始按交叉順序向兩端擰緊。安裝前必須檢查導軌是否有合格證，有否碰傷或銹蝕，用防銹油清洗71由于進給伺服驅動、主軸驅動和CNC技術的發展，以及為適應高生產效率的需要，數控機床的機械結構已從初期對普通機床局部結構的改進，逐步發展為數控機床的獨特機械結構。圖5-1所示為CK6136型數控車床。5.1數控機床機械結構概述

2022/12/16725.1.1數控機床機械結構的主要組成由于進給伺服驅動、主軸驅動和CNC技術的72數控機床的機械結構，除機床基礎部件外，還有下列幾部分：1）主傳動系統。2）進給傳動系統。3）實現工件回轉、定位的裝置和附件。4）實現某些部件動作和輔助功能的系統和裝置，如液壓、氣動、潤滑、冷卻等系統和排屑、防護等裝置。5）刀架或自動換刀裝置（ATC）。6）自動拖盤交換裝置（APC）。7）特殊功能裝置，如刀具破損監控、精度檢測和監控裝置。8）為完全自動化控制功能的各種反饋信號及元器件

2022/12/1673數控機床的機械結構，除機床基礎部件外，還有下列幾部分：2025.1.2數控機床機械結構的主要特點

由于數控加工是一種程序控制過程，使其相應形成了以下幾個特點：（1）自動化程度高，可以減輕工人的勞動強度。（2）加工精度高、加工質量穩定可靠、重復性好。（3）加工生產率高。（4）對零件加工的適應性強、靈活性好、能加工形狀復雜的零件。（5）有利于生產管理的現代化。2022/12/16745.1.2數控機床機械結構的主要特點2022/12/13774數控機床是機、電、液、氣、計算機自動控制等為一體的自動化機床，經各部分的執行功能最后共同完成機械執行機構的移動、轉動、夾緊、松開、變速和換刀等各種動作，實現切削加工任務。在機床工作時，它們的各項功能相互結合，發生故障時也混在一起，故障現象與故障原因并非簡單的一一對應關系，而往往可能出現一種故障現象是由幾種不同原因引起的，或一種原因引起幾種故障，即大部分故障是以綜合故障形式出現的，這就給故障診斷及其排除帶來了很大困難。5.2數控機床機械故障診斷方法2022/12/16755.2.1機械故障及其分類數控機床是機、電、液、氣、計算機自動控75一般來說，機床的機械故障類型可分為以下幾種。（1）功能性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）動作型故障主要指機床各執行部件動作故障，如主軸不轉動、液壓變速不靈活、工件或刀具夾不緊或松不開、刀架或刀庫轉位定位不太準等。（3）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。2022/12/1676一般來說，機床的機械故障類型可分為以下幾種。2022/12/765.2.2數控機床機械故障診斷方法數控機床機械系統故障的診斷方法可以分為實用診斷技術、常用診斷技術、現代診斷技術三種。數控機床機械系統故障的診斷方法見表5-1。

2022/12/16775.2.2數控機床機械故障診斷方法2022/12/1310數控機床是機、電、液、氣、計算機自動控制等為一體的自動化機床，經各部分的執行功能最后共同完成機械執行機構的移動、轉動、夾緊、松開、變速和換刀等各種動作，實現切削加工任務。在機床工作時，它們的各項功能相互結合，發生故障時也混在一起，故障現象與故障原因并非簡單的一一對應關系，而往往可能出現一種故障現象是由幾種不同原因引起的，或一種原因引起幾種故障，即大部分故障是以綜合故障形式出現的，這就給故障診斷及其排除帶來了很大困難。5.3主傳動系統與主軸部件的診斷與維修

2022/12/16785.3.1主軸部件數控機床是機、電、液、氣、計算機自動控781．主軸端部的結構形狀主軸端部用于安裝刀具或夾持工件的夾具，在設計要求上，應能保證定位準確、安裝可靠、連接牢固、裝卸方便，并能傳遞足夠的轉矩。主軸端部的結構形狀都已標準化，如圖5-2所示為普通機床和數控機床所通用的幾種結構形式。2022/12/16791．主軸端部的結構形狀2022/12/1312792.主軸部件的支承機床主軸帶著刀具或夾具在支承中作回轉運動，應能傳遞切削轉矩承受切削抗力，并保證必要的旋轉精度。機床主軸多采用滾動軸承作為支承，對于精度要求高的主軸則采用動壓或靜壓滑動軸承作為支承。下面著重介紹主軸部件所用的滾動軸承。

1）．主軸部件常用滾動軸承的類型如圖5-3所示

2）．滾動軸承的精度主軸部件所用滾動軸承的精度有高級6、精密級5、特精級4和超精級2。前支承的精度一般比后支承的精度高一級，也可以用相同的精度等級。普通精度的機床通常前支承取4、5級，后支承用5、6級。

3）．主軸滾動軸承的配置如圖5-4所示2022/12/16802.主軸部件的支承2022/12/1313804）．主軸滾動軸承的預緊常用的方法有以下幾種：(1)軸承內圈移動

如圖5-5所示(2)修磨座圈或隔套

如圖5-6、5-7所示3.主軸的材料和熱處理主軸材料可根據強度、剛度、耐磨性、載荷特點和熱處理變形大小等因素來選擇。主軸剛度與材質的彈性模量E有關。無論是普通鋼還是合金鋼其E值基本相同。因此，對于一般要求的機床其主軸可用價格便宜的中碳鋼、45鋼，進行調質處理后硬度為22～28HRC。4.主軸的潤滑與冷卻主軸軸承潤滑和冷卻是保證主軸正常工作的必要手段。2022/12/16814）．主軸滾動軸承的預緊2022/12/1314811．主軸部件的維護數控機床主軸部件是影響機床加工精度的主要部件，它的回轉精度影響工件的加工精度；它的功率大小和回轉速度影響加工效率；它的自動變速、準停和換刀等影響機床的自動化程度。因此，要求主軸部件具有與本機床工作性能相適應的高回轉精度、剛度、抗振性、耐磨性和低的溫升。在結構上，必須很好地解決刀具和工件的裝夾、軸承的配置、軸承間隙調整和潤滑密封等問題。（1）．防泄漏：圖5-8所示為臥式加工中心主軸前支承的密封結構。

2022/12/16825.3.2主傳動系統的特點、一般調試方法1．主軸部件的維護2022/12/13155.3.2主傳動系82主軸的密封有接觸式和非接觸式密封。圖5-9是幾種非接觸密封的形式。接觸式密封主要有油氈圈和耐油橡膠密封圈密封，如圖5-10所示。

（2）．刀具夾緊

在自動換刀機床的刀具自動夾緊裝置中，刀具自動夾緊裝置的刀桿常用7:24的大錐度錐柄，既利于定心，也為松刀帶來方便。2.主傳動鏈的維護3．主傳動鏈故障及診斷方法主傳動鏈常見故障及排除方法如表5-2所列。

2022/12/1683主軸的密封有接觸式和非接觸式密封。圖5-9是幾種835.4進給傳動機構故障的診斷與維修5.4.1滾珠絲杠螺母副目前廣泛應用的進給運動的傳動方式主要有兩種：一種是回轉伺服電機通過滾珠絲杠螺母副的間接傳動的進給運動方式;另一種是采用直線電機直接驅動的進給運動方式。后者多用于高速加工中。常用的循環方式有外循環與內循環兩種：1、外循環2、內循環滾珠絲杠副與滑動絲杠螺母副比較有很多優點：傳動效率高、靈敏度高、傳動平穩；磨損小、壽命長；可消除軸向間隙，提高軸向剛度等。2022/12/16845.4進給傳動機構故障的診斷與維修5.4.1滾珠絲杠螺母副

1.滾珠絲杠副的安裝

常見安裝方式有以下四種情況(如圖5-11的（a）、（b）、

（c）、（d）所示)。

(1)固定—自由適用于低轉速，中精度，短軸向絲杠；

(2)支承—支承適用于中等轉速，中精度；

(3)固定—支承適用于中等轉速、高精度；

(4)固定—固定適用于高轉速、高精度。

2.滾珠絲杠副的預緊

滾珠絲杠副預緊的目的是為了消除絲杠與螺母之間的間隙和施加預緊力，以保證滾珠絲杠反向傳動精度和軸向剛度。

在數控機床進給系統中使用的滾珠絲杠螺母副的預緊方法有修配墊片厚度、雙螺母消隙、齒差式調整方法等。廣泛采用的是雙螺母結構消隙。

1、修配墊片消隙式如圖5-12所示

2、雙螺母消隙式如圖5-13所示

3、齒差消隙式如圖5-14所示

2022/12/1685

1.滾珠絲杠副的安裝

常見安裝方式有以下四種情況(如3.滾珠絲杠副的潤滑及防護裝置滾珠絲杠副在工作狀態下，必須潤滑，以保證其充分發揮機能。潤滑方式主要有以下兩種：潤滑脂、潤滑油。潤滑脂的給脂量一般是螺母內部空間容積的1/3，某些生產廠家在裝配時螺母內部已加注潤滑脂。而潤滑油的給油量隨行程、潤滑油的種類、使用條件等的不同而不同。

滾珠絲杠副與滾動軸承一樣，如果污物及異物進入就很快使它磨損，因此考慮油污物異物（切削）進入時，必須采用防塵裝置，將絲杠軸完全保護起來。防塵裝置可采用可隨移動部件移動而收展的鋼制蓋板或柔性卷簾。2022/12/16863.滾珠絲杠副的潤滑及防護裝置2022/12/13195.4.2靜壓蝸桿—蝸輪條傳動傳動原理靜壓蝸桿—蝸輪齒條是一種精密傳動副，用于將回轉運動轉變為直線位移。如圖5-15所示，蝸桿可看作長度很短的絲杠，其長徑比很小。蝸輪齒條則可以看作一個很長的螺母沿軸向剖開后的一部分。與滾珠絲杠不同，蝸輪齒條能無限接長，因此，運動部件的行程可以很長。2022/12/16875.4.2靜壓蝸桿—蝸輪條傳動2022/12/13205.4.3預加載荷雙齒輪齒條工作行程很大的大型數控機床通常采用齒輪齒條來實現進給運動。進給力不大時，可以采用類似于圓柱齒輪傳動中的雙薄片齒輪結構，通過錯齒的方法來消除間隙；當進給力較大時，通常采用雙厚齒輪的傳動結構。圖5-16是雙厚齒輪的傳動結構圖。2022/12/16885.4.3預加載荷雙齒輪齒條2022/12/1321885.4.4直線電動機傳動直線電動機的工作原理與旋轉電動機沒有本質區別，可將其視為旋轉電動機沿圓周方向拉伸展平的產物，如圖5-17所示，對應于旋轉電動機的定子部分，稱為直線電動機的初級；對應于旋轉電動機的轉子部分，稱為直線電動機的次級。在結構上，可以有如圖5-18所示的短次級和短初級兩種形式。為了減小發熱量和降低成本，高速機床用直線電動機一般采用圖5-18b所示的短初級和動次級結構。2022/12/16895.4.4直線電動機傳動2022/12/1322895.4.5滾珠絲杠常見的的故障、故障原因及維修方法

表5-3為滾珠絲杠螺母副常見的故障、故障原因及維修方法一覽表。

2022/12/16905.4.5滾珠絲杠常見的的故障、故障原因及維修方法2022/905.5導軌副故障的診斷與維修2022/12/16915.5.1導軌滑塊副導軌副按接觸面的摩擦性質可以分為滑動導軌、靜壓導軌和滾動導軌。1.滑動導軌2.靜壓導軌如圖5-19所示3.滾動導軌如圖5-20所示4.滾動導軌的結構，結構如圖5-21所示5.滾動導軌的安裝、預緊如圖5-22所示5.5導軌副故障的診斷與維修2022/12/13245.5915.5.2導軌常見的的故障、故障原因及維修方法

表5-5為導軌副在使用中常見故障、故障原因及維修方法一覽表。

2022/12/16925.5.2導軌常見的的故障、故障原因及維修方法2022/12925.6液壓、氣動系統故障診斷與維修2022/12/16935.6.1數控機床液壓回路常見故障及維修液壓傳動系統在數控機床中占有很重要的位置，加工中心的刀具自動交換系統(ATC)，托盤自動交換系統，主軸箱的平衡，主軸箱齒輪的變檔以及回轉工作臺的夾緊等—般都采用液壓系統來實現。機床液壓設備是由機械、液壓、電氣及儀表等組成的統一體，分析系統的故障之前必須弄清楚整個液壓系統的傳動原理、結構特點，然后根據故障現象進行分析、判斷，確定區域、部位、以至于某個元件。液壓系統的工作總是由壓力、流量、液流方向來實現的，可按照這些特征找出故障的原因并及時給予排除。造成故障的主要原因一般不外有三種情況：一是設計不完善或不合理；二是操作安裝有誤，使零件、部件運轉不正常；三是使用、維護、保養不當。前一種故障必須充分分析研究后進行改裝、完善，后兩種故障可以用修理及調整的方法解決。5.6液壓、氣動系統故障診斷與維修2022/12/1326931．液壓泵故障液壓泵主要有齒輪泵、葉片泵等，下面以齒輪泵為例介紹故障及其診斷。齒輪泵最常見的故障是泵體與齒輪的磨損、泵體的裂紋和機械損傷。出現以上情況一般必須大修或更換零件。2．整體多路閥常見故障的可能原因及排除方法(1)工作壓力不足(2)工作油量不足(3)復位失靈復位彈簧損壞與變形，更換新產品。(4)外泄漏2022/12/16941．液壓泵故障2022/12/13273．電磁換向閥常見故障的可能原因和排除方法(1)滑閥動作不靈活(2)電磁線圈燒損4．液壓缸故障及排除方法(1)外部漏油(2)活塞桿爬行和蠕動2022/12/16953．電磁換向閥常見故障的可能原因和排除方法2022/12/1952022/12/16965.6.2數控機床氣壓回路常見故障及維修

1．氣動系統維護的要點(1)保證供給潔凈的壓縮空氣(2)保證空氣中含有適量的潤滑油(3)保持氣動系統的密封性(4)保證氣動元件中運動零件的靈敏性(5)保證氣動裝置具有合適的工作壓力和運動速度2．氣動系統的點檢與定檢(1)管路系統點檢(2)氣動元件的定檢：表5-6氣動元件的定檢2022/12/13295.6.2數控機床氣壓回路常見故障及965.7刀庫及自動換刀裝置故障分析與排除2022/12/16975.7.1刀庫的形式

刀庫用于存放刀具，它是自動換刀裝置中主要部件之一。其容量、布局和具體結構對數控機床的設計有很大影響。根據刀庫存放刀具的數目和取刀方式，刀庫可設計成多種形式。圖5-23所示為常見的幾種刀庫形式。單盤式刀庫圖5-23a～d存放的刀具數目—般為15～40把，為適應機床主軸的布局，刀庫上刀具軸線可以按不同方向配置，如軸向、徑向或斜向。圖5-23d是刀具可作90°翻轉的圓盤刀庫，采用這種結構可以簡化取刀動作。單盤式的結構簡單，取刀也很方便，因此應用廣泛。當刀庫存放刀具的數目要求較多時，若仍采用單圓盤刀庫，則刀庫直徑增加太大而使結構龐大。為了既能增大刀庫容量而結構又較緊湊，研制了各種形式的刀庫。如圖5-23e為鼓輪彈倉式(又稱刺猬式)刀庫，其結構十分緊湊，在相同的空間內，它的刀庫容量最大，但選刀和取刀的動作較復雜。5.7刀庫及自動換刀裝置故障分析與排除2022/12/13975.7.2刀庫的故障刀庫的主要故障有：刀庫不能轉動或轉動不到位；刀庫的刀套不能夾緊，刀具、刀庫上不到位等。(1)刀庫不能轉動或轉動不到位，刀庫不能轉動的可能原因有：①聯接電動機軸與蝸桿軸的聯軸器松動；②變頻器故障，應查變頻器的輸入輸出電壓正常與否；③PLC無控制輸出，可能是接口板中的繼電器失效；④機械連接過緊或黃油粘澀；⑤電網電壓過低(不應低于370V)。刀庫轉動不到位的可能原因有：電機轉動故障，傳動機構誤差。(2)刀套不能夾緊刀具可能原因是刀套上的調整螺母松動，或彈簧太松，造成卡緊力超重，刀具超重。(3)刀套上下不到位可能原因是裝置調整不當或加工誤差過大而造成撥叉位置不正確；因限位開關安裝不準或調整不當而造成反饋信號錯誤。(4)刀套不能拆卸或停留一段時間才能拆卸應檢查操縱刀套90°上下的氣缸、氣閥是否松動，氣壓足不足，刀套的轉動軸銹蝕等。

2022/12/16985.7.2刀庫的故障2022/12/13315.7.3換刀機械手故障（1）刀具夾不緊可能原因有氣泵氣壓不足，增壓漏氣，刀具卡緊氣壓漏氣，刀具松開彈簧上的螺帽松動。(2)刀具夾緊后松不開可能原因有松鎖刀的彈簧壓合過緊，應調節松鎖刀彈簧上的螺釘，使最大載荷不超過額定數值。(3)刀具從機械手中脫落應檢查刀具是否超重，機械手卡緊鎖是否損壞或沒有彈出來。(4)刀具交換時掉刀換刀時主軸箱沒有回到換刀點或換刀點漂移，機械手抓刀時沒有到位，就開始拔刀，都會導致換刀時掉刀。(5)機械手換刀速度過快或過慢可能是因氣壓太高或太低和換刀氣閥節流開口太大或太小。2022/12/16995.7.3換刀機械手故障2022/12/13322022/12/161002022/12/1333圖5-1CK6136型數控車床1-主軸

2-溜板箱

3-刀架

4-防護罩

5-數控系統

6-機床控制操作面板

7-尾座

8-床身2022/12/16101圖5-1CK6136型數控車床2022/12/1334101表5-1數控機床機械系統故障的診斷方法2022/12/16102診斷方法分類機械設備故障診斷方法原理及特征信息實用診斷技術聽、觸、看、問、嗅借用簡單工具、儀器，如百分表、水準儀、光學議等檢測。通過人的感官，根據形貌、聲音、溫度、顏色和氣味的變化來診斷。但是這需要檢測者有豐富的實踐經驗，目前這種方法被廣泛采用與現場診斷。常用診斷技術查閱技術檔案資料找規律、查原因、做判斷現代診斷技術油液光譜分析通過使用原子吸收光譜儀，對進入潤滑油或液壓油中磨損的各種金屬微粒和外來沙粒，塵埃等殘余物進行形狀、大小、化學成分和濃度分析，判斷磨損狀態、激勵和嚴重程度，從而有效掌握零件磨損情況。表5-1數控機床機械系統故障的診斷方法2022/12/133102續表5-1數控機床機械系統故障的診斷方法2022/12/16103診斷方法分類機械設備故障診斷方法原理及特征信息現代診斷技術振動監測通過安裝在機床某些特征點上的傳感器，利用振動計巡回檢測，測量機床上某些特征點的總振級大小，如位移、速度、加速度和幅頻特征等，在機床運行過程中獲取信號，對信號做各種處理和分析，通過某些特征量的變化來判別有無故障、根據由以往診斷經驗形成的一些判據來進一步確定故障的部位，或對故障進行預測和監測。但是要注意首先應進行強度測定，確認有異常時，再作定量分析。噪聲譜分析用噪聲測量計、聲波計對機床齒輪、軸承運行中噪聲信號頻譜的變化規律進行深入分析，識別和判斷齒輪、軸承磨損時的故障狀態，可做到非接觸式測量，但要減少環境噪聲干擾，要注意首先應進行強度測定，確認有異常時，再作定量分析。故障診斷專家系統將診斷所必須的指示、經驗和規則等信息編程計算機可以利用的知識庫，建立具有一定智能的專家系統。這種系統能對機器狀態作常規診斷，解決常見的哥找你個問題，并可自行修正和擴承諾過已有的指示哭，不斷提高診斷水平。續表5-1數控機床機械系統故障的診斷方法2022/12/13103續表5-1數控機床機械系統故障的診斷方法2022/12/16104診斷方法分類機械設備故障診斷方法原理及特征信息現代診斷技術溫度監測用于機床運行中發熱異常的檢測，利用各種測溫熱電偶探頭，測量軸承、軸瓦、電動機和齒輪箱等裝置的表面溫度，具有快速、正確、方便的特點。或采用溫度計、熱電偶、測量貼片、熱敏涂料直接接觸軸承、電動機、齒輪箱等裝置的表面進行測量。裂紋監測通過磁性探傷性、超聲波、電阻法、聲發射法等觀察零件內部機體的裂紋缺陷。測量不同性質材料的裂紋應采用不同辦法。非破壞性監測通過磁性探傷法、超聲波法、電阻法、聲發射法等觀察零件內部集體的裂紋缺陷。測量不同性質材料的裂紋應采用不同的方法。續表5-1數控機床機械系統故障的診斷方法2022/12/13104圖5-2主軸端部的結構形式2022/12/16105圖5-2主軸端部的結構形式2022/12/1338105圖5-3主軸常用的滾動軸承2022/12/16106圖5-3主軸常用的滾動軸承2022/12/1339106圖5-4數控機床主軸軸承配置形式

2022/12/16107圖5-4數控機床主軸軸承配置形式

2022/12/1340107圖5-5軸承內圈移動2022/12/16108圖5-5軸承內圈移動2022/12/1341108圖5-6修磨座圈圖5-7隔套的應用2022/12/16109圖5-6修磨座圈1092022/12/16110圖5-8主軸前支承的密封結構1-進油口；2-軸承；3-套筒；4、5-法蘭盤；6-主軸；7-泄漏孔；8-回油斜孔；9-泄油孔2022/12/1343圖5-8主軸前支承的密封結構110圖5-9非接觸式密封1-端蓋2-螺母2022/12/16111圖5-9非接觸式密封2022/12/1344111圖5-10接觸式密封1-甩油環2-油氈圈3-耐油橡膠密封圈2022/12/16112圖5-10接觸式密封2022/12/1345112表5-2主傳動鏈常見故障診斷及排除方法2022/12/16113序號故障現象故障原因排除方法1加工精度達不到要求機床在運輸過程中受到沖擊檢查對機床精度有影響的各部分，特別是導軌副，并按出廠精度要求重新調整或修復安裝不牢固、安裝精度低或有變化重新安裝調平、緊固2切削振動大主軸箱和床身連接螺釘松動恢復精度后緊固連接螺釘軸承預緊力不夠、游隙過大重新調整軸承游隙。但預緊力不宜過大，以免損壞軸承軸承預緊螺母松動，使主軸竄動緊固螺母，確保主軸精度合格軸承拉毛或損壞更換軸承主軸與箱體超差修理主軸或箱體，使其配合精度、位置精度達到要求其他因素檢查刀具或切削工藝問題如果是車床，則可能是轉塔刀架運動部位松動或壓力不夠而未卡緊調整修理表5-2主傳動鏈常見故障診斷及排除方法2022/12/134113續表5-2主傳動鏈常見故障診斷及排除方法2022/12/16114序號故障現象故障原因排除方法3主軸箱噪聲大主軸部件動平衡不好重做動平衡齒輪嚙合間隙不均或嚴重損傷調整間隙或更換齒輪軸承損壞或傳動軸彎曲修復或更換軸承，校直傳動軸傳動帶長度不一或過松調整或更換傳動帶，不能新舊混用齒輪精度差更換齒輪潤滑不良調整潤滑油量，保持主軸箱的清潔度4齒輪和軸承損壞變擋壓力過大，齒輪受沖擊產生破損按液壓原理圖，調整到適應的壓力和流量變擋機構損壞或固定銷脫落修復或更換零件軸承預緊力過大或無潤滑重新調整預緊力，并使之潤滑充足續表5-2主傳動鏈常見故障診斷及排除方法2022/12/13114續表5-2主傳動鏈常見故障診斷及排除方法2022/12/16115序號故障現象故障原因排除方法5主軸無變速電氣變擋信號是否輸出電氣人員檢查處理壓力是否足夠檢測并調整工作壓力變擋液壓缸研損或卡死修去毛刺和研傷，清洗后重裝變擋電磁閥卡死檢修并清洗電磁閥變擋液壓缸撥叉脫落修復或更換變擋液壓缸竄油或內泄更換密封圈變擋復合開關失靈更換新開關6主軸不轉動主軸轉動指令是否輸出電氣人員檢查處理保護開關沒有壓合或失靈檢修壓合保護開關或更換卡盤未夾緊工件調整或修理卡盤變擋復合開關損壞更換復合開關變擋電磁閥體內泄漏更換電磁閥7主軸發熱主軸軸承預緊力過大調整預緊力軸承研傷或損傷更換軸承潤滑油臟或有雜質清洗主軸箱，更換新油續表5-2主傳動鏈常見故障診斷及排除方法2022/12/13115續表5-2主傳動鏈常見故障診斷及排除方法2022/12/16116序號故障現象故障原因排除方法8液壓變速時齒輪推不到位主軸箱內撥叉磨損選用球墨鑄鐵作撥叉材料在每個垂直滑移齒輪下方安裝塔簧作