數(shù)控機床機械維修及調(diào)整方法淺析

（貴州航天電器股份有限公司，貴州 貴陽 550001）

數(shù)控機床機械維修及調(diào)整方法淺析

劉旭

（貴州航天電器股份有限公司，貴州 貴陽 550001）

隨著數(shù)控機床的普及和應(yīng)用，為保障其在生產(chǎn)過程中能夠正常運行，對其維修方式及調(diào)整方法的發(fā)展也必須要跟上腳步。本文立足于數(shù)控機床生產(chǎn)運行過程中的實際，對其出現(xiàn)故障后的檢測、維修、調(diào)整的方式方法進(jìn)行了深入分析，并給出針對性建議。

數(shù)控機床；故障；機械維修

隨著當(dāng)代科技的飛速發(fā)展，各行各業(yè)中的數(shù)字化也越發(fā)的普及。數(shù)控機床的普及，不僅僅提高了工作效率，更能減小在實際生產(chǎn)操作中形成的誤差，大大的提升了加工對象的精度。而為了使數(shù)控機床能夠良好的運行，除了平時必要的保養(yǎng)之外，在其發(fā)生故障時，科學(xué)、安全的檢測及維修方法更是重中之重。

1 數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)要求

1.1 數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)組成

數(shù)控機床是一臺集合高精度、高穩(wěn)定性、高生產(chǎn)率為一體的現(xiàn)代化生產(chǎn)工具。其主要的機械結(jié)構(gòu)包括：機床基礎(chǔ)件、主傳動系統(tǒng)、進(jìn)給傳統(tǒng)系統(tǒng)、工件回轉(zhuǎn)及定位裝置、實現(xiàn)部件動作和輔助功能的裝置以及特殊功能裝置。

1.2 數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)要求

因為在加工的過程中，高速切割加工件時，刀具與加工件的碰撞剛度非常大，為了不造成數(shù)控機床的損壞，所以需要其具有優(yōu)秀的動靜態(tài)剛度及良好的抗振性；同時，因為刀具與加工件的高速摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱量，所以還需要數(shù)控機床具有優(yōu)秀的熱穩(wěn)定性；為保證加工件的精度以及減少誤差，數(shù)控機床在加工過程中還必須具有優(yōu)秀的運動精度以及低速穩(wěn)定性；最后，也是最為重要的，為保障操作員工的安全，數(shù)控機床必須具有優(yōu)秀的操作及安全防護(hù)性能。

2 數(shù)控機床的機械故障檢測方法

機械故障的定義是機械結(jié)構(gòu)因偏離其設(shè)計狀態(tài)而喪失部分或全部的功能。而在實際的生產(chǎn)過程中，因為操作不當(dāng)，或其他原因，難免總會產(chǎn)生不同的機械故障。為了保證盡快使數(shù)控機床恢復(fù)正常工作狀態(tài)，故障維修前的診斷檢測便顯得尤為重要。

2.1 檢測診斷的順序

當(dāng)數(shù)控機床發(fā)生故障時，為了避免因為隨意拆卸、啟封等原因造成故障擴(kuò)散、機床精度降低等問題，檢測診斷應(yīng)該從外向內(nèi)進(jìn)行，逐一排查；

由于數(shù)控機床存在機械、電氣、液壓多方面的技術(shù)及元件，所以在檢測診斷時也要從多方面進(jìn)行考慮，因為機械故障往往比較容易發(fā)現(xiàn)，而液壓電氣的問題往往存在大量的邏輯思考，從而導(dǎo)致校驗緩慢，所以為了保障診斷效率，要先進(jìn)行機械性故障的檢查，再對液壓、電氣進(jìn)行檢測診斷；

在故障的檢測診斷過程中，要先進(jìn)行斷電狀態(tài)的檢測，通過觀察分析，在確保通電之后不會造成故障擴(kuò)散，甚至是粉碎性故障的情況下，才能進(jìn)行通電的動態(tài)觀察檢測，從而找出故障。

2.2 故障的診斷方法

2.1.1 實用診斷法

實用診斷法是指維修工通過螺絲刀、萬用表、水平儀、轉(zhuǎn)速表等工具對數(shù)控機床進(jìn)行一般性檢測，同時，再利用身體的感官進(jìn)行診斷的方法。其中，感官診斷的方法與中醫(yī)相似。

望，也就是對故障的數(shù)控機床進(jìn)行觀察，觀察機械系統(tǒng)有無損傷、變形，再觀察故障發(fā)生時加工件的情況，對故障位置形成初步分析；

聞，也就是聽，聽數(shù)控機床在工作過程中的聲音，正常的數(shù)控機床在工作運行過程中的聲音往往是均勻且有規(guī)律的，如果聲音雜亂、有金屬碰撞聲，則說明機床內(nèi)部存在元件變形、松動等問題；

問，在進(jìn)行故障判定時，要多向故障機床的操作員進(jìn)行詢問，因為操作員是最熟悉該機床性能的人，往往通過操作員的話語就能對故障愿意進(jìn)行初步判斷；

切，也就是對故障機床進(jìn)行觸摸，看看其在運行過程中是否存在溫度過高、劇烈振動、箱體爬行等問題；

嗅，在數(shù)控機床發(fā)生故障后，往往會因為局部溫度的升高而產(chǎn)生焦糊味，通過對味道來源的追蹤，可以較為準(zhǔn)確的判斷發(fā)生故障的位置。

2.1.2 精密診斷法

實用診斷法雖然可以快速、高效的診斷出故障部位，但有時因為數(shù)控機床的高度復(fù)雜性，所以會產(chǎn)生許多疑難故障，這時就需要精密診斷法來對疑難故障進(jìn)行診斷。

精密診斷法主要是指對利用實用診斷法診斷故障之后出現(xiàn)的疑難問題，進(jìn)行利用專業(yè)的維修手段，對故障機床的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息化分析，最后采取最有效的維修方式的方法。雖然精密診斷法比實用診斷法更加具體化、科學(xué)化，但是在實際應(yīng)用過程中，因為維修時間或檢測成本等諸多問題，往往還是用實用診斷法來檢測數(shù)控機床的故障原因，只有在實用診斷法無法檢測的疑難問題上，才會使用到精密診斷法。

3 數(shù)控機床機械故障的維修方式及調(diào)整方法

3.1 主軸部分機械故障

3.1.1 主軸過載

主軸系統(tǒng)的過載報警，是數(shù)控機床主軸的自我保護(hù)機制，一般發(fā)生于主軸進(jìn)行強力切削，正反轉(zhuǎn)頻繁等電流增加動作的情況下。

具體的解決方法應(yīng)結(jié)合實際，舉個例子：在XH714型立式加工中心，加工過程中頻繁出現(xiàn)過載報警。

解決過程：故障的主要表現(xiàn)為Z軸電流過大，停機后報警消失，再開始工作一段時間繼續(xù)報警。首先要判定故障發(fā)生的具體位置，將Z軸電動機與機械主體脫開，然后運行機器，在一段時間后未發(fā)生報警故障，即判定為機床負(fù)荷異常，導(dǎo)致電動機故障，主要由于機械絲杠或運動部位過緊造成。解決方法：首先調(diào)整Z軸的絲杠緊固螺母，效果不明顯，再對Z軸的鑲條螺栓進(jìn)行調(diào)節(jié)，機床負(fù)載減輕，故障消除。

3.1.2 主軸振動噪聲

軸承、傳動軸以及齒輪是數(shù)控機床主運動系統(tǒng)中主要使用的零部件，一般在齒輪或者軸承發(fā)生損壞的時候會產(chǎn)生噪聲?？偟膩碚f，噪聲產(chǎn)生的原因主要分為三種：一是主軸機械零件損壞產(chǎn)生故障；二是驅(qū)動裝置中再生回路引發(fā)的故障；三是主軸驅(qū)動裝置設(shè)置參數(shù)錯誤引發(fā)的故障。例如在立式加工中心鏜孔的過程中精度下降，圓柱度超差，主軸噪音過大。

解決過程：首先檢查主軸各部分的參數(shù)設(shè)定，在確保無誤后，再檢查驅(qū)動單元、電動機等部分，再次確定無誤。這時重點檢查主軸機械零件部分，發(fā)現(xiàn)軸承損壞，在更換同規(guī)格軸承后，噪聲消失，故障排除。

3.1.3 加工精度偏差過大

機床在運輸過程中受到?jīng)_擊；機械零件安裝不牢固或發(fā)生變化這兩種情況是影響加工精度的主要問題，具體的解決方法是，檢查各個可能影響加工精度的部位，找到問題根源之后重新安裝或緊固。

3.1.4 主軸在進(jìn)行切削時振動過大

形成這種故障有五種可能：一是主軸箱連接松動，解決方法為恢復(fù)精度的情況下緊固主軸箱與機床的連接螺絲；二是軸承預(yù)緊力過低導(dǎo)致游隙過大，解決方法為其增加軸承預(yù)緊力，但不宜過高，否則會導(dǎo)致軸承的損壞；三是軸承預(yù)緊螺母松動，解決方法為緊固預(yù)緊螺母；四是主軸軸承發(fā)生損壞，解決方法為更換軸承；五是主軸與主軸箱之間超差，解決方法為通過修理主軸與主軸箱，確保他們的精度要求。

3.2 進(jìn)給系統(tǒng)部分故障

3.2.1 導(dǎo)軌

導(dǎo)軌部分的主要故障主要分為兩類。

導(dǎo)軌刮傷。導(dǎo)軌刮傷的主要原因有：一是由于機床長時間的使用，使地基與床身的水平度發(fā)生變化，導(dǎo)軌某些位置負(fù)載過大，解決方法為調(diào)整機床的水平度或者調(diào)整導(dǎo)軌的精度；二是長期加工較短工件時導(dǎo)軌某些位置磨損嚴(yán)重，解決方法為合理分布較短工件的加工位置，確保導(dǎo)軌負(fù)載平均；三是導(dǎo)軌潤滑不良，解決方法是合理添加潤滑劑。

導(dǎo)軌移動零件無法運動或運動不良。發(fā)生這種故障的主要原因有三個：一是導(dǎo)軌面刮傷，解決方法為用180號砂布修理刮傷痕跡；二是導(dǎo)軌壓板刮傷，解決方法為拆下導(dǎo)軌壓板，調(diào)整間隙；三是鑲條與導(dǎo)軌之間縫隙過小，解決方法是調(diào)整鑲條螺栓，放松鑲條與導(dǎo)軌之間的縫隙，同時保證0.03毫米的塞尺不能通過。

3.2.2 絲杠

絲杠的主要故障及其維修方法主要分成以下幾種：因潤滑不足發(fā)生的爬行溜板，解決方法為為各油路添加潤滑油；滾珠絲桿產(chǎn)生毛刺或研傷，解決方法為修理或者更換絲杠；絲杠的軸承發(fā)生故障或損壞，解決方法更換損壞的軸承。

3.3 ATC刀具自動交換裝置故障

據(jù)統(tǒng)計，ATC刀具自動交換裝置故障占數(shù)控機床故障的一半以上。其主要故障現(xiàn)象為：刀庫中的運動故障；機械手持刀定位產(chǎn)生誤差；機械手持刀不穩(wěn)定；機械手切削動作不準(zhǔn)確。在這些現(xiàn)象產(chǎn)生時，都會因為換刀的動作停止，而導(dǎo)致整機停機。

4 結(jié)語

綜上所述，數(shù)控機床的故障種類繁多，而且每個維修員的維修思路也有著千差萬別，本文僅僅分析了部分機械故障。在實際的維修過程中，維修員能秉持望、聞、問、切、嗅的診斷方法，才能根據(jù)具體故障對癥下藥。

[1]田亞丁. 淺談數(shù)控機床機械故障的診斷與維修[J]. 山東工業(yè)技術(shù),2015,(16):3.

[2]陳廣奪. 數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)故障診斷與維修[J]. 湖南農(nóng)機,2014,(02):29+31.

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