電子幻燈片教案5章

1、5.1 數(shù)控設(shè)備機械故障分類及其處理方法,5.1.1 數(shù)控設(shè)備機械故障分類（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(xiàn)在加工精度不穩(wěn)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(zhí)行部件的動作故障，如主軸不轉(zhuǎn)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(zhuǎn)位定位不準(zhǔn)確等。（3）結(jié)構(gòu)型故障結(jié)構(gòu)型故障主要指主軸發(fā)熱，主軸箱噪聲大，切削時產(chǎn)生振動等。

2、（4）使用型故障使用型故障主要指因使用和操作不當(dāng)引起的故障，如由過載引起的機件損壞、撞車等。,,5.1.2 數(shù)控設(shè)備機械故障的常見診斷方法,1．采用聽、摸、視、聞方法；2．溫度監(jiān)測法；3．振動監(jiān)測；4．噪聲監(jiān)測 。5.1.3 數(shù)控設(shè)備機械故障的常規(guī)處理方法 數(shù)控設(shè)備機械故障出現(xiàn)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(fā)生的全過程。特別要注意確定以下主要故障信息。① 機械故障發(fā)生時報警號和報警提示是什

3、么，那些指示燈和發(fā)光管指示了什么報警，如無報警，系統(tǒng)處于何種工作狀態(tài)，系統(tǒng)的自診斷結(jié)果是什么；② 故障發(fā)生在哪個部位，執(zhí)行何種指令，故障發(fā)生前進(jìn)行了何種操作，軸處于什么位置，與指令值的誤差量有多大；③ 以前是否發(fā)生過類似故障，現(xiàn)場有無異常現(xiàn)象等。,5.2 數(shù)控設(shè)備主軸的故障診斷5.2.1 主軸的結(jié)構(gòu)及特點1．主軸的支承結(jié)構(gòu)① 前支承采用雙列短圓柱滾子軸承和角接觸雙列向心推力球軸承組合，后支承采用向心推力球軸承的結(jié)構(gòu)，如圖（

4、a）所示 ：,分析故障原因時應(yīng)注意以下幾點。：（1）先查外部后查內(nèi)部 ；（2）先查機械后查電氣；（3）先簡單后復(fù)雜,,② 前支承采用高精度雙列向心推力球軸承， 如圖（b）所示。 ③ 前、后支承分別采用雙列和單列圓錐滾子軸承， 如圖（c）所示。,返 回,數(shù)控設(shè)備主軸軸承結(jié)構(gòu)形式,3．拉刀機構(gòu)及吹凈裝置,數(shù)控鏜銑床主軸結(jié)構(gòu)圖,,2．主軸卡盤液壓驅(qū)動動力的自定心卡盤,返 回,,數(shù)控車床主軸,4．主軸準(zhǔn)停

5、裝置,主軸準(zhǔn)停裝置的工作原理在傳動主軸旋轉(zhuǎn)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(yīng)主軸準(zhǔn)停的位置上，裝有磁傳感器2。當(dāng)機床需要停車換刀時，數(shù)控裝置發(fā)出主軸停轉(zhuǎn)的指令，主軸電動機立即降速，主軸以最低轉(zhuǎn)速慢轉(zhuǎn)很少幾轉(zhuǎn)后，永久磁鐵3對準(zhǔn)磁傳感器2，磁傳感器感受永久磁鐵3的磁場，并發(fā)出準(zhǔn)停信號。,,5.2.2 立式鏜銑床主軸部件的拆卸與調(diào)整,如圖所示的數(shù)控鏜銑床主軸結(jié)構(gòu)，試說明主軸部件的拆

6、卸與調(diào)整：,,2．主軸安裝的注意事項,① 碟形彈簧的安裝高度應(yīng)與拆卸前一致；② 主軸前、后軸承的預(yù)緊量要保證軸承在預(yù)緊后無軸向竄動且轉(zhuǎn)動輕快；③ 皮帶輪的安裝要保證其軸向位置定位； ④ 主軸準(zhǔn)停傳感器的安裝間隙要適當(dāng)；⑤ 各行程開關(guān)的位置調(diào)整要求準(zhǔn)確；⑥ 拉刀機構(gòu)的行程調(diào)整要保證刀具能順利取出。,5.2.3 數(shù)控設(shè)備主軸運動故障的診斷與維修,1．主軸部件的維護(hù)特點（1）主軸潤滑① 循環(huán)式潤滑；② 油氣潤滑；③ 噴注潤

7、滑 。（2）防泄漏 在主軸密封中，被密封的介質(zhì)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(cè)。,2．主軸常見故障分析與排除,（1）主軸不能轉(zhuǎn)動① 主軸與電機連接皮帶過松，應(yīng)調(diào)整；皮帶表面有油，造成打滑，應(yīng)該用汽油清洗；皮帶使用太久而失效，應(yīng)更換。② 主軸中的拉桿未拉緊夾持刀具的拉釘。（2）主軸轉(zhuǎn)速不正常造成這種故障的可能原因有：① 裝在主軸電動機尾部的測速發(fā)電機出現(xiàn)故障；② 速度指令給定錯誤；③ 數(shù)模（D/A

8、）轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)故障等。 （3）主軸不定向或定向位置不準(zhǔn)確① 主軸不定向 ② 主軸停在不正確位置上（4）主軸轉(zhuǎn)動時振動和噪聲太大（5）主軸箱不能移動,（6）主軸伺服系統(tǒng)故障,1）外界干擾 ；2）過載；3）主軸定位抖動 5.3 數(shù)控設(shè)備進(jìn)給運動的故障診斷5.3.1 數(shù)控設(shè)備進(jìn)給運動的基本要求1．高的傳動精度與定位精度；2．寬的進(jìn)給調(diào)速范圍 ；3．良好的響應(yīng)速度 。5.3.2 進(jìn)給系統(tǒng)的機械傳動結(jié)構(gòu) 數(shù)控工作臺

9、傳動系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)如圖所示：,數(shù)控工作臺傳動系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu),,5.3.3 進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的典型元件,1．?dāng)?shù)控設(shè)備的滾動導(dǎo)軌（1）滾動導(dǎo)軌的類型① 滾珠導(dǎo)軌; ② 滾柱導(dǎo)軌;③ 滾針導(dǎo)軌 . 滾柱導(dǎo)軌滾珠導(dǎo)軌,,,（2）塊狀滾動導(dǎo)軌,標(biāo)準(zhǔn)滾動導(dǎo)軌塊的結(jié)構(gòu)圖,,,（3）直線滾動導(dǎo)軌,,2．滾珠絲杠傳動,1、高傳動效率滾珠絲杠副的傳動效率高達(dá)90%～96%，約為一般滑動絲桿副的2～4倍。所

10、以移動相同的負(fù)荷所需的動力就小得多。2、運動平穩(wěn)3、壽命長4、傳動精度高 5、可預(yù)緊消隙 滾珠絲杠螺母機構(gòu)圖,,數(shù)控機床用滾珠絲杠結(jié)構(gòu)圖,,（1）伺服電動機與滾珠絲杠的連接,電動機與絲杠直聯(lián)結(jié)構(gòu),,（2）滾珠絲杠螺母副傳動的消隙,A. 雙螺母齒差調(diào)隙式結(jié)構(gòu) 調(diào)整時先將內(nèi)齒圈取出，根據(jù)間隙的大小使兩個螺母分別在相同方向轉(zhuǎn)過一個齒或幾個齒，當(dāng)兩個螺母向相同方向都轉(zhuǎn)過一個齒時，其軸向位移量為：S

11、 =（1/Z1-1/Z2）L式中 L——滾珠絲杠的導(dǎo)程，單位為mm；S——軸向位移量，單位為mm；Z1——齒輪1的齒數(shù)；Z1——齒輪2的齒數(shù)。當(dāng)兩齒輪的齒數(shù)較大時，調(diào)隙量可達(dá)0.001mm，它是目前應(yīng)用較廣的一種結(jié)構(gòu)。,,,B.雙螺母墊片調(diào)隙式結(jié)構(gòu),圖示是雙螺母墊片調(diào)隙式結(jié)構(gòu)，其螺母本身與單螺母相同，它通過修磨墊片的厚度來調(diào)整軸向間隙。這種調(diào)整方法具有結(jié)構(gòu)簡單，剛性好，拆裝方便等優(yōu)點，但它很難在一次修磨中調(diào)整完畢，調(diào)

12、整的精度也不如齒差調(diào)隙式好。,（3）滾珠絲杠傳動的維護(hù)與常見故 障的處理,滾珠絲杠常見故障及處理如下。① 滾珠絲杠副有噪聲；滾珠絲杠副產(chǎn)生噪聲的可能原因是電動機與絲杠聯(lián)軸器松動，絲杠支承軸承的壓蓋壓合情況不好。 ② 滾珠絲杠運動不靈活 ；主要原因是絲杠與導(dǎo)軌不平行，絲杠潤滑不良，滾珠絲杠副滾珠有破損，軸向預(yù)加載荷太大，絲杠彎曲變形，或螺母軸線與導(dǎo)軌不平行。 ③ 滾珠絲杠副潤滑狀況不良 ；檢查各滾珠絲杠副潤滑情況

13、，取下罩套，涂上潤滑脂。,,4．鍵連接間隙補償機構(gòu),消除鍵連接間隙的兩種結(jié)構(gòu),5.3.4 數(shù)控設(shè)備進(jìn)給運動的故障診斷與維修,1．滾珠絲杠螺母副的故障及調(diào)整（1）滾珠絲杠螺母副的維護(hù) ①支承軸承的定期檢查 ；② 滾珠絲杠螺母副的潤滑 ；③ 滾珠絲杠的防護(hù) 。（2）齒輪傳動的消隙及調(diào)整① 剛性調(diào)整法 ；② 柔性調(diào)整法。 圓柱齒輪齒側(cè)間隙的調(diào)整結(jié)構(gòu)圖,,齒側(cè)間隙可自動補償?shù)恼{(diào)整結(jié)構(gòu).,它是柔性齒側(cè)間隙調(diào)整法的一種。這種

14、調(diào)整方法能自動補償間隙，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且傳動剛度差，能傳遞的轉(zhuǎn)矩取決于彈簧力的大小。,,5.4 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺結(jié)構(gòu)及其故障的診斷,5.4.1 回轉(zhuǎn)工作臺工作原理回轉(zhuǎn)分度時，工作臺須經(jīng)過松開、上升、回轉(zhuǎn)、下降、定位、夾緊等過程。5.4.2 回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)及分類1．?dāng)?shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)2．分度工作臺 ① 定位銷式分度工作臺;② 鼠牙齒盤式分度工作臺 鼠牙齒盤式分度工作臺作分度運動時，其工作過程分為四個步驟。a.

15、分度工作臺上升，鼠牙齒盤脫離嚙合；b. 工作臺回轉(zhuǎn)分度；c. 分度工作臺下降；d. 定位壓緊，分度活塞退回。,,,定位銷式分度工作臺,定位銷式分度工作臺,定位銷式分度工作臺,,數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺結(jié)構(gòu),,5.5 數(shù)控設(shè)備換刀裝置、刀庫結(jié)構(gòu)及其故障診斷,5.5.1 自動換刀裝置的分類及其結(jié)構(gòu)（1）四方回轉(zhuǎn)刀架① 刀架上升 ；② 刀架轉(zhuǎn)位 ；③ 刀架鎖緊 。（2）六角回轉(zhuǎn)刀架 ① 刀架抬起 ；② 刀架轉(zhuǎn)位

16、；③ 刀架壓緊 ；④ 轉(zhuǎn)位液壓缸復(fù)位 。,數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架,,數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架（12刀位）,,,立式四方刀架結(jié)構(gòu)圖,,,六角回轉(zhuǎn)刀架結(jié)構(gòu)圖,,5.5.2 刀庫及換刀機械手,1．刀庫的分類 加工中心刀庫的形式很多，結(jié)構(gòu)也各不相同，最常用的有鼓輪式刀庫、鏈?zhǔn)降稁旌透褡雍惺降稁臁＃?）鼓輪式刀庫（2）鏈?zhǔn)降稁欤?）格子盒式刀庫 2．換刀機械手（1）無機械手換刀,,鼓輪式刀庫,,,鏈?zhǔn)降稁?,,固定型格子盒式刀庫,,鼓

17、輪式刀庫,,鏈?zhǔn)降稁旖Y(jié)構(gòu),,鼓輪式刀庫立式加工中心,,換刀過程步驟如下 ：,A、主軸準(zhǔn)停，主軸箱上升；B、主軸箱上升到極限位置，被更換的刀具刀桿進(jìn)入刀庫空位 ；C、刀庫油缸將刀盤向左推，從主軸錐孔中將刀拔出 ；D、刀庫旋轉(zhuǎn)，將待換刀具轉(zhuǎn)到最下面的位置，同時，壓縮空氣將主軸錐孔吹凈；E、刀庫退回，同時將新刀插入主軸錐孔 ；F、主軸下降到加工位置后啟動，開始下一工步的加工 。,,（2）有機械手換刀,采用機械手進(jìn)行刀具交換的方式應(yīng)用

18、得最為廣泛。這是因為機械手換刀有很大的靈活性，而且可以減少換刀時間。有機械手換刀動作分解如圖所示：,,5.5.3 換刀裝置及刀庫的常見故障診斷,下面主要就刀庫和換刀機械手的故障作簡要介紹。1．刀庫及換刀機械手的維護(hù)① 不能把超重、超長的刀具裝入刀庫，防止在機械手換刀時掉刀或刀具與工件、夾具等發(fā)生碰撞；② 順序選刀方式必須注意刀具放置在刀庫中的順序要正確； ③ 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

19、是否可靠；④ 經(jīng)常檢查刀庫的回零位置是否正確，檢查機床主軸回?fù)Q刀點位置是否到位，并及時調(diào)整，否則不能完成換刀動作；⑤ 要注意保持刀具刀柄和刀套的清潔；⑥ 開機時，應(yīng)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(guān)和電磁閥能否正常動作。,2．刀庫的故障,刀庫的主要故障有：刀庫不能轉(zhuǎn)動或轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動；（2）刀套不能夾緊刀具 ；（3）刀套上、下不到位 ；

20、（4）刀套不能拆卸或停留一段時間才能拆卸 。3．換刀機械手故障（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(jìn)刀 。,5.6 數(shù)控設(shè)備液壓、氣動系統(tǒng)及其故障診斷,5.6.1 液壓傳動系統(tǒng) 數(shù)控車床液壓系統(tǒng)控制圖,,5.6.2 液壓系統(tǒng)的維護(hù)要點,（1）控制油液污染；（2）

21、控制液壓系統(tǒng)的溫度；（3）減少液壓油泄漏；（4）降低液壓系統(tǒng)振動與噪聲。 5.6.3 液壓系統(tǒng)的定期檢查及常見故障的診斷和排除方法1．液壓系統(tǒng)的定期檢查2．液壓元件的常見故障及其診斷和排除方法 液壓元件常見的故障及其診斷和排除方法見教材表5.2所示。,5.6.4 數(shù)控設(shè)備的氣動系統(tǒng),1．氣動系統(tǒng)維護(hù)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(tǒng)的密封性（4）保證氣動元件中運

22、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 加工中心氣動原理圖,,2．氣動系統(tǒng)的點檢與定檢,（1）管路系統(tǒng)點檢（2）氣動元件的定檢 壓縮空氣過濾裝置所示如圖,,5.7 數(shù)控設(shè)備機械運動故障維修實訓(xùn),5.7.1 數(shù)控設(shè)備加工中心回轉(zhuǎn)工作臺的調(diào)整現(xiàn)以510加工中心回轉(zhuǎn)工作臺為例，介紹其拆卸和調(diào)整方法：1．回轉(zhuǎn)工作臺的主要數(shù)據(jù)2．工作臺的傳動 3．工作臺結(jié)構(gòu) （1）回轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu) ；（2

23、）蝸桿支承； （3）回轉(zhuǎn)臺支承；（4）轉(zhuǎn)臺夾緊機構(gòu)； （5）工作平臺的定位與夾緊機構(gòu)。4．工作臺回轉(zhuǎn)間隙的消除,,510加工中心回轉(zhuǎn)工作臺,,5．夾緊環(huán)聯(lián)軸器的拆卸與裝配,（1）拆卸步驟① 按圖（b）所示的次序逐漸松開螺栓3，開始時，螺栓轉(zhuǎn)動不要超過四分之一圈，以免由于受力不同，圓盤1偏歪、卡住。松開后的螺栓3仍留在圓盤上，不要卸下；② 把軸套5與圓盤組件一起從軸6上卸下；③ 從軸套5上取下圓盤組件。,,（2）裝配步驟,

24、① 輕輕擰緊三個相隔120°的螺栓3，保持兩盤平行，在三處檢查兩盤間距離。擰緊力的大小以錐環(huán)4在兩盤上不轉(zhuǎn)動為準(zhǔn)，力過大會使錐環(huán)4變形。② 在軸套5外表面涂上潤滑脂，把圓盤組件裝配到軸套5上。此時仍不要擰緊螺栓。③ 去除軸6與軸套5內(nèi)孔的油污和雜質(zhì)，把裝好的軸套組件裝配到軸6上。④ 按圖（b）所示的次序逐個地逐漸擰緊螺栓3，最后用限力扳手?jǐn)Q，保持兩圓盤1平行。如此反復(fù)多次擰緊，直到全部螺栓達(dá)到規(guī)定的轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩值標(biāo)記在圓盤

25、1的端面上。,5.7.2 數(shù)控設(shè)備機械故障維修實例,【例5.11】 數(shù)控工作臺的拆裝與調(diào)試方法 X-Y數(shù)控工作臺結(jié)構(gòu)圖,,拆裝與調(diào)試步驟如下,工具準(zhǔn)備：數(shù)控工作臺一臺；百分表及磁力表架一套；檢測平尺（300mm）一只；活動扳手兩把；木柄起子兩把；內(nèi)六角扳手一套。① 拆下工作臺與導(dǎo)軌滑塊、螺母支座的定位銷釘和連接螺釘，取下工作臺（拖板）。 ② 檢查工作臺上導(dǎo)軌滑塊的接觸面、螺母支座的接觸面

26、與工作臺面的平行度并作記錄。③ 檢查導(dǎo)軌與滾珠絲杠的平行度并作記錄。④ 卸下滾珠絲杠支架與底座連接的定位銷和螺釘，取下滾珠絲杠螺母副，松開聯(lián)軸器，卸下驅(qū)動電動機。⑤ 檢查底座上滾珠絲杠支架的接觸面與導(dǎo)軌的平行度。⑥ 卸下滾動導(dǎo)軌與底座連接的定位銷釘和螺釘，取下滾動導(dǎo)軌。,拆裝與調(diào)試步驟如下（續(xù)）,⑦ 檢查底座上滾動導(dǎo)軌的安裝面的平面度和導(dǎo)向面的直線度并作記錄。⑧ 清洗已經(jīng)拆卸的各個部件，準(zhǔn)備進(jìn)行組裝。⑨ 在底座上安裝滾動導(dǎo)軌