數(shù)控車床加工實(shí)習(xí)教學(xué)中常見故障與解決方法分析

聶鑫磊

摘 要：為了培養(yǎng)專業(yè)型數(shù)控機(jī)床操作人才，為我國(guó)數(shù)控機(jī)床技術(shù)人才提供儲(chǔ)備力量，需要教師在其實(shí)際加工實(shí)習(xí)的教學(xué)過程中，務(wù)必要解決學(xué)生在實(shí)踐過程中遇到的數(shù)控車床故障。本文通過介紹數(shù)控車床故障診斷的原則，對(duì)數(shù)控車床加工實(shí)習(xí)教學(xué)中常見的故障問題展開分析，并提出了相應(yīng)的解決方法。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床加工；實(shí)習(xí)教學(xué)；常見故障；解決方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.220

0 前言

數(shù)控車床的加工過程繁瑣復(fù)雜，初學(xué)者缺乏經(jīng)驗(yàn)，很容易造成機(jī)床設(shè)備的損壞，因此在數(shù)控車床加工實(shí)習(xí)過程中，教師需要有針對(duì)性的制定與初學(xué)者實(shí)際學(xué)習(xí)情況相吻合的教學(xué)方案，進(jìn)而規(guī)范學(xué)生的技能操作，同時(shí)對(duì)可能會(huì)出現(xiàn)的故障問題提出合理化的解決方案，增加學(xué)生的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)和動(dòng)手操作能力。

1 數(shù)控車床故障診斷的原則

（1）由外部及內(nèi)部診斷原則。眾所周知，數(shù)控機(jī)床的內(nèi)部元件復(fù)雜精密，若操作人員缺乏診斷經(jīng)驗(yàn)將零件擅自拆卸下來(lái)的話，很容易在機(jī)床內(nèi)部構(gòu)造埋下重大的安全隱患。數(shù)控機(jī)床屬于精密類型的機(jī)器設(shè)備，任何一個(gè)細(xì)小的環(huán)節(jié)都不容我們忽視，因此在進(jìn)行數(shù)控機(jī)床故障診斷的過程中，以檢車數(shù)控機(jī)床外部零件為基礎(chǔ)，確保其不存在任何故障問題的前提下，再由專業(yè)的故障檢測(cè)人員對(duì)機(jī)器內(nèi)部故障逐一進(jìn)行排除與分析，這樣由表外到表內(nèi)的故障診斷方法，可以幫助檢測(cè)人員提高診斷故障的工作效率，并且有效避免了數(shù)控機(jī)床內(nèi)部的人為損傷。

（2）機(jī)械故障診斷優(yōu)先原則。對(duì)于數(shù)控機(jī)床的故障診斷方法，可以從兩個(gè)方向開展故障的診斷工作。第一個(gè)方向是從機(jī)械硬件方面進(jìn)行故障診斷，第二個(gè)方向是從電氣系統(tǒng)方面進(jìn)行故障診斷。在故障檢測(cè)的過程中，存在于機(jī)械硬件方面的故障很容易被人們發(fā)現(xiàn)，并且其維修工作也不難開展，利于恢復(fù)數(shù)控機(jī)床的正常運(yùn)行，而存在電氣系統(tǒng)方面的故障，其在診斷方面相對(duì)于前者來(lái)講更加復(fù)雜，原因在于電氣系統(tǒng)中存在許多精小的元件，并且每一個(gè)元件的檢測(cè)方式也頗為復(fù)雜，需要維修人員利用專業(yè)的機(jī)器設(shè)備逐一進(jìn)行排查?；谏鲜龇治?，在數(shù)控機(jī)床的故障診斷過程中，維修人員理應(yīng)對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械硬件方面存在的故障優(yōu)先進(jìn)行排查，確定其不存在任何硬件方面的故障之后，再對(duì)數(shù)控機(jī)床的電氣系統(tǒng)存在的故障進(jìn)行檢查，這樣才能夠提高數(shù)控機(jī)床的故障診斷效率，達(dá)到事半功倍的工作效果。

2 數(shù)控車床加工實(shí)習(xí)教學(xué)中常見的故障與解決方法

（1）編程出現(xiàn)錯(cuò)誤。在數(shù)控車床加工實(shí)習(xí)的教學(xué)過程中，學(xué)生在掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)的前提下，往往由于缺乏實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)而導(dǎo)致在編程過程中輸入錯(cuò)誤的程序，最終使得數(shù)控車床的加工被無(wú)意中止，如學(xué)生在輸入F指令時(shí)，很容易將“F0.08”輸成“F008”，從而發(fā)生機(jī)械撞刀的情況。在實(shí)習(xí)教學(xué)的過程中，撞刀情況的發(fā)生主要分為兩種，第一種是由X軸聯(lián)動(dòng)Z軸，從而系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出相關(guān)的移動(dòng)指令，將刀具移動(dòng)至工件的基準(zhǔn)點(diǎn)，引發(fā)撞刀事故的發(fā)生，當(dāng)學(xué)生遇到這種情況時(shí)，其有效的解決方法是教師在講授X軸與Z軸不可聯(lián)動(dòng)的知識(shí)內(nèi)容時(shí)，必須要求學(xué)生牢記機(jī)床設(shè)備進(jìn)刀的工藝流程；另一種發(fā)生撞刀故障的情況是在螺紋加工的編程時(shí)，在最后的車削過程中，其背吃刀量過大引起的，最終會(huì)導(dǎo)致機(jī)床刀片的損壞，面對(duì)這種情況，學(xué)生們需要在實(shí)習(xí)過程中將機(jī)床削刀的吃刀量設(shè)置在合理的范圍內(nèi)，同時(shí)教師也需要對(duì)螺紋加工指令編程的教學(xué)提起重視。

（2）步進(jìn)電機(jī)不運(yùn)行。步進(jìn)電機(jī)不運(yùn)行，也是學(xué)生在車床加工實(shí)習(xí)過程中較為常見的現(xiàn)象，其故障的表現(xiàn)形式為“運(yùn)行突然終止”或“步進(jìn)電機(jī)抖動(dòng)不運(yùn)轉(zhuǎn)”兩種。一般的，出現(xiàn)這兩種現(xiàn)象的原因有兩種，第一種是機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障，另外一種是機(jī)床在控制系統(tǒng)方面存在故障。對(duì)于上述故障現(xiàn)象的發(fā)生，其有效的解決措施是，教師在教學(xué)過程中，首先將工作臺(tái)退回至原點(diǎn)并將設(shè)備進(jìn)行重啟，若在重啟之后仍存在步進(jìn)電機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)（抖動(dòng)）的現(xiàn)象，就說明在機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)中有元件變形或損壞，此時(shí)，教師需要將工作臺(tái)退回原點(diǎn)中止故障，再由維修人員對(duì)其進(jìn)行故障診斷和維修。

（3）機(jī)床主軸系統(tǒng)噪音過大。在機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，產(chǎn)生噪音過大的原因有很多，主要原因是缺少潤(rùn)滑油所導(dǎo)致的。針對(duì)這一故障，教師在加工的實(shí)習(xí)過程中，要注意對(duì)機(jī)器的保養(yǎng)與維護(hù)，定期、定量的向設(shè)備中添加潤(rùn)滑試劑，并保持機(jī)床油箱的整潔；若運(yùn)輸系統(tǒng)的皮帶產(chǎn)生松弛，也會(huì)產(chǎn)生較大的噪音，在實(shí)際教學(xué)過程中，教師需要指導(dǎo)學(xué)生更換傳送系統(tǒng)的皮帶；另外，若齒輪中間存在縫隙，同樣會(huì)可能使主軸系統(tǒng)的噪音量過大，這時(shí)教師需要指導(dǎo)學(xué)生在機(jī)床設(shè)備運(yùn)行時(shí)務(wù)必要注意齒輪的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，存在咬合不緊密的齒輪必須要及時(shí)調(diào)節(jié)和更換。

（4）加工尺寸誤差故障。學(xué)生在具體的操作過程中，由于能力生產(chǎn)不夠，最容易引發(fā)加工的零件的尺寸與標(biāo)準(zhǔn)尺寸存在較大誤差，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因有很多。例如，伺服電機(jī)的主軸與絲杠間出現(xiàn)松動(dòng)，使得在機(jī)床運(yùn)行過程中電機(jī)與絲杠的運(yùn)行存在異步性，使加工零件的尺寸出現(xiàn)誤差。在教學(xué)過程中解決這一問題的方法措施是，教師要求實(shí)習(xí)學(xué)生在對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行檢測(cè)的過程中，在伺服電機(jī)的主軸與絲杠連接軸上均做好標(biāo)記，并通過工作臺(tái)的移動(dòng)對(duì)標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行復(fù)位排查，進(jìn)而避免由于電機(jī)與絲杠的不同步導(dǎo)致的加工尺寸誤差。

（5）刀具返回零點(diǎn)時(shí)越位。在實(shí)際的加工實(shí)習(xí)教學(xué)過程當(dāng)中，也會(huì)出現(xiàn)刀具返回零點(diǎn)時(shí)越位的狀況。解決刀具越位問題最根本有效的方法就是指導(dǎo)要求學(xué)生對(duì)連接步進(jìn)電機(jī)和絲杠的傳動(dòng)滾輪進(jìn)行故障檢查，并且對(duì)減速箱內(nèi)的滾輪也進(jìn)行故障檢測(cè)，若發(fā)現(xiàn)異常需要及時(shí)清理滾輪中的異物，保證滾輪的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 總結(jié)

為了保證學(xué)生在數(shù)控車床加工中生產(chǎn)實(shí)習(xí)的人身安全，本文將有關(guān)數(shù)控機(jī)床操作的實(shí)踐和理論聯(lián)系在一起，并對(duì)在數(shù)控車床加工實(shí)習(xí)教學(xué)過程中的常見故障進(jìn)行探討和分析，提出相應(yīng)的解決辦法，從而保證學(xué)生數(shù)控車床加工實(shí)習(xí)的有效進(jìn)行。

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