數(shù)控機(jī)床常見機(jī)械故障及防范措施

柯雙紅

摘要:數(shù)控機(jī)床是一個(gè)典型的集機(jī)械、電子、液壓、光學(xué)、測量技術(shù)于一體的技術(shù)密集型自動(dòng)加工設(shè)備。本文探討了數(shù)控機(jī)床的常見故障和防范措施,并對(duì)如何合理地使用數(shù)控機(jī)床,以減少其機(jī)械故障,提出了幾點(diǎn)看法,供大家參考。

關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床;故障;防范措施

1 前言

隨著大量數(shù)控設(shè)備的引進(jìn)與普及,對(duì)設(shè)備的維護(hù)和維修提出了相當(dāng)高的要求。數(shù)控機(jī)床維修的關(guān)鍵是對(duì)故障的精確診斷,即故障源的查找和故障的定位。

2 常見機(jī)械故障

2.1 主軸部件故障

由于使用調(diào)速電機(jī),數(shù)控機(jī)床主軸箱結(jié)構(gòu)比較簡單,容易出現(xiàn)故障的部位是主軸內(nèi)部的刀具自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)、自動(dòng)調(diào)速裝置等。為保證在工作中或停電時(shí)刀夾不會(huì)白行松脫,刀具自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)采用彈簧夾緊,并配行程開關(guān)發(fā)出夾緊或放松信號(hào)。若刀具夾緊后不能松開,則考慮調(diào)整松刀液壓缸壓力和行程開關(guān)裝置或調(diào)整碟形彈簧上的螺母,減小彈簧壓合量。此外,主軸發(fā)熱和主軸箱噪聲問題,也不容忽視,此時(shí)主要考慮清洗主軸箱,調(diào)整潤滑油量,保證主軸箱清潔度和更換主軸軸承,修理或更換主軸箱齒輪等。

2.2 進(jìn)給傳動(dòng)鏈故障

在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)中,普遍采用滾珠絲杠副、靜壓絲杠螺母副、滾動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌和塑料導(dǎo)軌。所以進(jìn)給傳動(dòng)鏈有故障,主要反映是運(yùn)動(dòng)質(zhì)量下降。如:機(jī)械部件未運(yùn)動(dòng)到規(guī)定位置、運(yùn)行中斷、定位精度下降、反向間隙增大、爬行、軸承噪聲變大(撞車后)等。

對(duì)于此類故障可以通過以下措施預(yù)防:(1)提高傳動(dòng)精度。調(diào)節(jié)各運(yùn)動(dòng)副預(yù)緊力,調(diào)整松動(dòng)環(huán)節(jié),消除傳動(dòng)間隙,縮短傳動(dòng)鏈和在傳動(dòng)鏈中設(shè)置減速齒輪,也可提高傳動(dòng)精度。(2)提高傳動(dòng)剛度。調(diào)節(jié)絲杠螺母副、支承部件的預(yù)緊力及合理選擇絲杠本身尺寸,是提高傳動(dòng)剛度的有效措施。剛度不足還會(huì)導(dǎo)致工作臺(tái)或拖板產(chǎn)生爬行和振動(dòng)以及造成反向死區(qū),影響傳動(dòng)準(zhǔn)確性。(3)提高運(yùn)動(dòng)精度。在滿足部件強(qiáng)度和剛度的前提下,盡可能減小運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量,減小旋轉(zhuǎn)零件的直徑和質(zhì)量,以減小運(yùn)動(dòng)部件的慣性,提高運(yùn)動(dòng)精度。(4)導(dǎo)軌。滾動(dòng)導(dǎo)軌對(duì)贓物比較敏感,必須要有良好的防護(hù)裝置,而且滾動(dòng)導(dǎo)軌的預(yù)緊力選擇要恰當(dāng),過大會(huì)使?fàn)恳︼@著增加。靜壓導(dǎo)軌應(yīng)有一套過濾效果良好的供油系統(tǒng)。

2.3 自動(dòng)換刀裝置故障

自動(dòng)換刀裝置故障主要表現(xiàn)在:刀庫運(yùn)動(dòng)故障、定位誤差過大、機(jī)械手夾持刀柄不穩(wěn)定、機(jī)械手運(yùn)動(dòng)誤差較大等。故障嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成換刀動(dòng)作卡住,機(jī)床被迫停止工作。

(1)刀庫運(yùn)動(dòng)故障

若連接電機(jī)軸與蝸桿軸的聯(lián)軸器松動(dòng)或機(jī)械聯(lián)接過緊等機(jī)械原因,會(huì)造成刀庫不能轉(zhuǎn)動(dòng),此時(shí)必須緊固聯(lián)軸器上的螺釘。

若刀庫轉(zhuǎn)動(dòng)不到位,則屬于電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)故障或傳動(dòng)誤差造成。若現(xiàn)刀套不能夾緊刀具,則需調(diào)整刀套上的調(diào)節(jié)螺釘,壓緊彈簧,頂緊卡緊銷。當(dāng)出現(xiàn)刀套上/下不到位時(shí),應(yīng)檢查撥又位置或限位開關(guān)的安裝與調(diào)整情況。

(2)換刀機(jī)械手故障

若刀具夾不緊、掉刀,則調(diào)整卡緊爪彈簧,使其壓力增大,或更換機(jī)械手卡緊銷。若刀具夾緊后松不開,應(yīng)調(diào)整松鎖彈簧后的螺母,使最大載荷不超過額定值。若刀具交換時(shí)掉刀,則屬于換刀時(shí)主軸箱沒有回到換刀點(diǎn)或換刀點(diǎn)漂移造成,應(yīng)重新操作主軸箱,使其回到換刀位置,重新設(shè)定換刀點(diǎn)。

2.4 各軸運(yùn)動(dòng)位置行程開關(guān)壓合故障

在數(shù)控機(jī)床上,為保證自動(dòng)化丁作的可靠性,采用了大量檢測運(yùn)動(dòng)位置的行程開關(guān)。機(jī)床經(jīng)過長期運(yùn)行,運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)特性發(fā)生變化,行程開關(guān)壓合裝置的可靠性及行程開關(guān)本身品質(zhì)特性的改變,對(duì)整機(jī)性能產(chǎn)生較大影響。一般要適時(shí)檢查和更換行程開關(guān),可消除因此類開關(guān)不良對(duì)機(jī)床的影響。

2.5 配套輔助裝置故障

液壓系統(tǒng)。液壓泵應(yīng)采用變量泵,以減少液壓系統(tǒng)的發(fā)熱。油箱內(nèi)安裝的過濾器,應(yīng)定期用汽油或超聲波振動(dòng)清洗。常見故障主要是泵體磨損、裂紋和機(jī)械損傷,此時(shí)一般必須大修或更換零件。

氣壓系統(tǒng)。用于刀具或工件夾緊、安全防護(hù)門開關(guān)以及主軸錐孔吹屑的氣壓系統(tǒng)中,分水濾氣器應(yīng)定時(shí)放水,定期清洗,以保證氣動(dòng)元件中運(yùn)動(dòng)零件的靈敏性。閥心動(dòng)作失靈、空氣泄漏、氣動(dòng)元件損傷及動(dòng)作失靈等故障均由潤滑不良造成,故油霧器應(yīng)定期清洗。此外,還應(yīng)經(jīng)常檢查氣動(dòng)系統(tǒng)的密封性。

潤滑系統(tǒng)。包括對(duì)機(jī)床導(dǎo)軌、傳動(dòng)齒輪、滾珠絲杠、主軸箱等的潤滑。潤滑泵內(nèi)的過濾器需定期清洗、更換,一般每年應(yīng)更換一次。

冷卻系統(tǒng)。它對(duì)刀具和工件起冷卻和沖屑作用。冷卻液噴嘴應(yīng)定期清洗。

排屑裝置。排屑裝置是具有獨(dú)立功能的附件,主要保證自動(dòng)切削加工順利進(jìn)行和減少數(shù)控機(jī)床的發(fā)熱。因此排屑裝置應(yīng)能及時(shí)自動(dòng)排屑,其安裝位置一般應(yīng)盡可能靠近刀具切削區(qū)域。

3 合理地使用數(shù)控機(jī)床

3.1 數(shù)控機(jī)床的工作場地選擇

3.1.1 避免陽光的直接照射和其它熱輻射、避免太潮濕或粉塵過多的場所.盡量在空調(diào)環(huán)境中使用,保持室溫20℃左右。由于我國處于溫帶氣候、受季風(fēng)影響、溫度差異大,對(duì)于精度高、價(jià)格貴的數(shù)控機(jī)床,應(yīng)置于有空調(diào)的房間中使用。(2)要避免有腐蝕氣體的場所。因腐蝕氣體易使電子元件變質(zhì),或造成接觸不良,或造成元件短路,影響機(jī)床的正常運(yùn)行。(3)要遠(yuǎn)離振動(dòng)大的設(shè)備(如沖床、鍛壓設(shè)備等)。對(duì)于高精度的機(jī)床還應(yīng)采用防振措施(如防振溝等)。(4)要遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁干擾源,使機(jī)床工作穩(wěn)定。

3.2 數(shù)控機(jī)床的電源

數(shù)控系統(tǒng)對(duì)電源要求較嚴(yán),一般要求工作電壓為220V 10%。針對(duì)我國供電工況,對(duì)于有條件的企業(yè),可為數(shù)控機(jī)床采取專線供電或增設(shè)穩(wěn)壓裝置以減少供電品質(zhì)差的影響,為數(shù)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供有力保證。

3.3 數(shù)控機(jī)床配置合適的自動(dòng)編程系統(tǒng)

手工編程對(duì)于外形不太復(fù)雜或編程量不大的零件程序,簡單易行。當(dāng)工件比較復(fù)雜時(shí)f如凸輪或多維空間曲面等),手工編程周期長(數(shù)天或數(shù)周)、精度差、易出錯(cuò)。因此,快速、準(zhǔn)確地編制程序就成為提高數(shù)控機(jī)床使用率的重要環(huán)節(jié):為此.有條件的用戶最好配置必要的自動(dòng)編程系統(tǒng),提高編程效率。

3.4 數(shù)控機(jī)床配置必要的附件和刀具

為了充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的加工能力,必須配備必要的附件和刀具。切忌花了幾十萬元錢買來一臺(tái)數(shù)控機(jī)床,因缺少一個(gè)幾十元或幾百元的附件或刀具而影響整機(jī)的正常運(yùn)行。由于單獨(dú)簽訂合同購買附件的單價(jià)大大高于隨同主機(jī)一起供貨的附件單價(jià)。因此有條件的企業(yè)盡量在購買主機(jī)時(shí)一并購置易損部件及其它附件。

3.5 加工前的準(zhǔn)備

加工前要審查工件的數(shù)控加工工藝性,應(yīng)重視生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作(包括工件數(shù)控加工工藝分析、加工程序編制、工裝與刀具配置、原材料準(zhǔn)備及試切加工等以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間,充分提高數(shù)控機(jī)床的使用效率。

合理安排適合在數(shù)控機(jī)床加工的各種工件,安排好數(shù)控機(jī)床加工運(yùn)轉(zhuǎn)所需的節(jié)拍。

3.6 為維修保養(yǎng)做好準(zhǔn)備

建立一支高水平的維修隊(duì)伍,保存好設(shè)備的完整資料、手冊(cè)、線路圖、維修說明書(包括CNC操作說明書),以及接口、調(diào)整與診斷、驅(qū)動(dòng)說明書、PLC說明書(包括PLC用戶程序單)、元器件表格等,必要的維修工具、儀器、儀表、接線、微機(jī)。最好有小型編程系統(tǒng)或編程器,用以支持設(shè)備調(diào)試。

4 結(jié)束語

數(shù)控機(jī)床是采用計(jì)算機(jī)控制,機(jī)電一體化的自動(dòng)化加工設(shè)備,數(shù)控機(jī)床的使用是一項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用工程。正確預(yù)防和有效維修是提高數(shù)控機(jī)床使用效率的基本保證。對(duì)于常見的機(jī)械故障,雖然出現(xiàn)的機(jī)會(huì)不多,但絕不容忽視。應(yīng)綜合分析和判斷故障根源,盡可能縮短故障停機(jī)時(shí)間,以利于數(shù)控機(jī)床性能的高效發(fā)揮。

參考文獻(xiàn)

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