數(shù)控車床加工實習教學中常見故障與解決方法探究

摘要：數(shù)控車床的加工過程是一個非常復雜的過程，由于初學者不具備相關(guān)經(jīng)驗，其操作過程也不夠嚴謹，很容易導致機床設備被損害，所以初學的學生在進行數(shù)控車床加工的實習時，教師需要針對其個人狀況制定出針對性較強的教學方案，以此來對學生進行干預，提升其技能操作的規(guī)范性。除此之外教師還需要針對數(shù)控車床加工過程中可能會出現(xiàn)的一些故障問題給出相應的解決措施，以此來提升學生的實踐經(jīng)驗和操作能力。本文主要結(jié)合學生的數(shù)控車床加工實習狀況展開了分析，著重研究了教師在數(shù)控車床加工實習教學中可能出現(xiàn)的故障問題及其規(guī)范性解決辦法，希望能為相關(guān)研究提供理論依據(jù)。

Abstract： CNC lathe processing process is a very complex process， because beginners do not have relevant experience， its operation process is not rigorous enough， it is easy to cause damage to the machine tool equipment， so the novice students in the NC lathe processing practice， teachers need to develop a strong targeted teaching plan for their personal situation， in order to intervene in the students To improve the standardization of their skill operation. In addition， teachers also need to give corresponding solutions to some problems that may appear in the process of CNC lathe processing， so as to improve students' practical experience and operation ability. This paper mainly analyzes the status of students' NC lathe processing practice， and focuses on the fault problems and normative solutions that teachers may have in the NC lathe processing practice teaching， hoping to provide a theoretical basis for related research.

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床;加工實習;故障;方法

Key words： CNC lathe;machining practice;fault;method

中圖分類號：G712 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?   ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2021）09-0228-02

0 ?引言

為了培養(yǎng)出更多的數(shù)控機床專業(yè)操作人員，提升我國數(shù)控機床技術(shù)人員的整體專業(yè)度。教師就需要在數(shù)控機床實習教學中將數(shù)控機床操作過程中可能會遇上的故障問題及其解決措施傳授于學生，以此來提升實習生的實踐能力，提升其操作數(shù)控機床的規(guī)范性，推動數(shù)控機床專業(yè)人才的培養(yǎng)進度。本文主要結(jié)合當下數(shù)控機床操作過程中可能會出現(xiàn)的故障問題及其解決方式展開了研究，希望能夠通過本次研究能夠有效提升職業(yè)學校相關(guān)實習生的數(shù)控機床加工操作專業(yè)度，提升其實踐能力。

1 ?數(shù)控車床加工發(fā)展的現(xiàn)狀

簡單來講，數(shù)控車床加工就是將產(chǎn)品進行一定的機械加工。在我們的實際生活中也存在很多借助數(shù)控車床加工技術(shù)來提升生產(chǎn)效率的狀況。數(shù)控車床加工具備兩個非常顯著的特點，分別是：高精度的生產(chǎn)效果和生產(chǎn)速度的明顯提升。在當下的數(shù)控車床加工過程中，主要的操作過程都是需要借助先進的計算機技術(shù)來完成的[1]。通過計算機進行前期的程序設定，然后后期在加工過程中只需要按照原先設定好的模式和流程來進行即可。除此之外，現(xiàn)階段的數(shù)控車床加工與傳統(tǒng)車床加工還存在很多的不同之處，相較于傳統(tǒng)車床的加工過程而言，數(shù)控車床加工具有更高的靈活性和便捷性。另外，在目前的數(shù)控車床加工過程中，由于加以了微電子技術(shù)的應用，使得數(shù)控車床加工技術(shù)在穩(wěn)定性和效率上都有了顯著的提升。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，信息時代接踵而來，數(shù)控車床加工技術(shù)在我國的應用范圍也變得越來越廣泛。我國中職院校學生數(shù)控車床加工實習也面臨著更大的難題。對于我國的國民經(jīng)濟發(fā)展而言，機械生產(chǎn)發(fā)揮著非常重要的支柱。而數(shù)據(jù)加工專業(yè)在現(xiàn)階段的中職院校教學過程中也占據(jù)著非常重要的位置。教師在進行實習教學的時候，常常都會講理論知識轉(zhuǎn)變?yōu)閷嵺`類的知識，學生也能夠在此過程中學會真正的實踐和操作，提升其實踐能力。所以，在現(xiàn)階段的中職教學過程中，教師應該加強對學生實習工作的重視，針對學生的實際學習狀況來進行思考，從而確定出針對性的教學措施。教師在現(xiàn)階段的數(shù)控車床實習教學過程中，應該積極認識到實習教學中存在的問題，比如：學生的實踐過程較少，學生的自主學習能力普遍較弱，與現(xiàn)階段的實踐教學目標相脫離。教師應該結(jié)合以上問題來進行針對性實習教學，以此來提升數(shù)控機床加工實習效率。只有教師針對以上內(nèi)容進行教學改善，中職院校數(shù)控車床加工實習教學的現(xiàn)狀才能夠得以改善。

2 ?數(shù)控車床故障診斷的原則

2.1 由外及內(nèi)的診斷原則

要知道數(shù)控機床的內(nèi)部原件是非常復雜且周密的，如果操作人員沒有相關(guān)診斷經(jīng)驗就將其中的零件拆卸下來的話很容易導致機床內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)安全問題[2]。由于數(shù)控機床是一種精密度較高的設備，所以其中的每一個部分都非常關(guān)鍵且重要，在數(shù)控機床的故障診斷過程中應該將起床外部的零件作為重要基礎，在保證不出現(xiàn)任何故障的前提下有專業(yè)人員來對機器故障進行排除分析的過程就是由外到內(nèi)的故障診斷法，這種方法不僅能夠幫助專業(yè)檢測人員提高故障診斷的效率，還能夠有效避免數(shù)控機床故障可能會出現(xiàn)的損傷。

2.2 機械故障優(yōu)先的診斷原則

另外在進行數(shù)控機床故障診斷的時候，還可以針對兩部分內(nèi)容來展開，分別是針對機械硬件部分進行診斷和針對電氣系統(tǒng)進行診斷這兩部分[3]。在進行故障檢測的時候，有很多出現(xiàn)在機械硬件層面的故障是很容易被人發(fā)現(xiàn)的，且維修工作也非常簡單，很容易就能使數(shù)控機床恢復正常。但是對于一些存在電氣系統(tǒng)中的故障而言，其診斷過程相對而言就較為復雜。因為電氣系統(tǒng)中有著很多非常精巧的元件，每一個元件其對應的檢測方式也較為繁雜。專業(yè)人員在進行故障檢測的時候，需要對不同的設備進行逐個排查，工作量較大。

由此可見，專業(yè)技術(shù)人員在進行數(shù)控機床故障診斷的時候，需要先針對數(shù)控機床硬件進行分析研究，故障排查[4]。在確定硬件部分不存在任何故障之后，再進行數(shù)控機床的電氣系統(tǒng)故障排查，以這樣的順序來進行故障診斷，能夠有效提高數(shù)控機床的故障診斷效率，保障整體工作質(zhì)量。

3 ?數(shù)控車床加工實習教學中常見的故障與解決方法

3.1 編程錯誤

教師在進行數(shù)控車床加工實習教學的過程中，存在一部分學生雖然已經(jīng)掌握了基礎的理論知識，但常常會由于不具備充足的實操經(jīng)驗導致最終在進行編程的時候輸入錯誤的程序，導致數(shù)控車床的加工被中斷，比如：很多學生在編程時需要輸入F指令時，總會將“F0.08”錯輸成“F008”，最終導致機械撞刀的狀況出現(xiàn)。而在實際教學的過程中，教師需要讓學生明確，實際上撞刀的狀況主要有兩種：一種是X軸聯(lián)動Z軸使得系統(tǒng)自動發(fā)出移動刀具的指令將刀具移動到工件基準點的位置，最終導致撞刀事故出現(xiàn)。教師在講解過程中要告知學生想要避免這種狀況一定要將機床設備的進刀工藝熟練掌握，并在實際操作過程中也要嚴格按照流程來進行[5]。此外，另一種撞刀故障主要發(fā)生在螺紋加工的變成過程中，在進行最終的車削時，其背部如果吃刀量過大的話就有可能會導致機床的刀片受到損壞，在面對這種撞刀故障時，教師需要告知實習生，在設置吃刀量的時候?qū)⑵浯_定在一個合理的范圍內(nèi)，此外教師還需要加強對螺紋加工指令編程相關(guān)教學的重視程度，提升學生對這部分內(nèi)容掌握的熟練度。

3.2 步進電機不運行

學生在進行車床加工實習的過程中還經(jīng)常會遇到步進電機不運行的故障。這種故障主要會表現(xiàn)為“運行突然終止”和“步進電機抖動不運轉(zhuǎn)”這兩種。一般情況下，造成這種狀況的原因主要有兩種，分別是：機械設備發(fā)生故障和機床在控制系統(tǒng)[5]。對于這種形式的故障而言，最好的解決措施就是教師在教學過程中首先需要先把工作臺退回原點然后進行設備重啟，如果再重啟之后步進電機還是不運轉(zhuǎn)存在抖動的問題，就證明機床傳動系統(tǒng)中依舊存在著元件變形或損害的狀況。在遇到這種狀況時，教師還需要把工作臺退回原點以此來中止故障。最后再由專業(yè)人員對其進行故障診斷和維修。

3.3 機床主軸系統(tǒng)噪音大

導致機床運轉(zhuǎn)過程中噪音過大的原因有很多，最主要的原因就是潤滑油不足。學生在加工實習過程中如果遇到這種故障時教師需要引導學生加強對機器維護保養(yǎng)的重視，定期在設備中添加定量的潤滑劑，以此來保證機床的整潔度。如果運輸系統(tǒng)的皮帶過于松弛，也會出現(xiàn)很大的噪聲。因此，教師在實際教學過程中需要指導學生學會更換傳送系統(tǒng)皮帶[6]。此外，如果齒輪中出現(xiàn)縫隙，也有可能會導致主軸系統(tǒng)產(chǎn)生大量噪音，針對這種狀況教師需要及時告知學生在機床設備運行的時候要加強對齒輪運轉(zhuǎn)狀況的關(guān)注，如果發(fā)現(xiàn)咬合不緊密的齒輪就需要對其進行及時的更換。

3.4 加工尺寸誤差故障

學生在實際操作的過程中常常會因為自身能力不足，導致加工零件尺寸和標準尺寸之間存在誤差，導致這一故障出現(xiàn)的原因也有很多。比如：如果伺服電機主軸和絲杠之間產(chǎn)生松動，就有可能會導致機床運行過程中的電機和絲杠運行不一致，從而出現(xiàn)零件尺寸誤差的狀況。教師在教學過程中想要解決這一問題首先就需要教師在引導學生進行故障檢測的時候?qū)λ欧姍C主軸與絲杠連接軸做好標記，同時還需要借助工作臺移動來進行標記點的復位和排查，以此來避免因為電機和絲杠的不同步造成的誤差故障[7]。

3.5 刀具返回零點時越位

教師在加工實習教學的時候，常常會面臨刀具返回零點時出現(xiàn)越位的狀況。解決這一故障最有效地解決措施就是教師需要引導學生及時檢查連接步進電機和絲杠的傳動滾輪，同時針對減速箱內(nèi)部的滾輪也需要完成故障檢測，如果發(fā)現(xiàn)異常狀況就需要及時對滾輪進行清理，這樣才能夠使得滾輪正常運行。

4 ?結(jié)束語

綜上所述，數(shù)控車床加工過程是一個精度較高的過程，對于剛剛進入實習階段的學生而言，難度過高。為了有效提升實習生的實踐技能，促進國家實用型人才的培養(yǎng)，教師需要在數(shù)控機床加工實習教學中針對數(shù)控機床加工中的故障診斷、常見的故障形式以及相應的解決措施進行進一步強調(diào)，以此來保證實習生的實習質(zhì)量。本文主要結(jié)合現(xiàn)階段我國的數(shù)控機床加工現(xiàn)狀、數(shù)控機床加工故障診斷、常見的數(shù)控機床加工中的故障診斷、常見的故障形式以及相應的解決措施故障形式以及相應的故障解決措施展開了研究，希望能為相關(guān)研究提供理論依據(jù)。

參考文獻：

[1]楊軍.關(guān)于機械類中職生數(shù)控車削加工實習教學探討[J].科技經(jīng)濟導刊，2020，28（06）：154.

[2]閆巍.關(guān)于車工實習教學中螺紋加工方法探討[J].百科論壇電子雜志，2020（9）：227-228.

[3]陳海彬.酒杯零件數(shù)控車床加工教學方法的探討[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2019（19）：118-119.

[4]劉培培.數(shù)控車床加工精度的影響因素與提高策略[J].信息記錄材料，2021，22（1）：244-246.

[5]李婷.數(shù)控車床加工精度的影響因素與控制策略[J].南方農(nóng)機，2020，51（18）：154-155.

[6]孫貴杰.影響數(shù)控車床加工精度的因素和提高措施[J].數(shù)碼設計（下），2020，9（4）：285-286.

[7]于芙，段從武.數(shù)控車床切削控制能力對機械加工精確度的影響[J].寫真地理，2020（42）：260-261.

作者簡介：陳燕燕（1978-），女，湖北武漢人，本科，實驗師，研究方向為數(shù)控車床實訓。