毕业设计（论文）数控机床主轴部件及其维护维修

1、烟台工程职业技术学院 系 专业 级毕业设计（论文）题 目: 数控机床主轴部件及其维护维修 姓名 学号 0041 指导教师（签名） 二 年 月 日烟台工程职业技术学院毕业设计（论文)诚 信 承 诺 书本人慎重承诺：我所撰写的设计（论文） 数控机床主轴部件及其维护维修 是在老师的指导下自主完成，没有剽窃或抄袭他人的论文或成果。如有剽窃、抄袭，本人愿意为由此引起的后果承担相应责任。毕业论文（设计）的研究成果归属学校所有。 学生(签名) 年 月 日目 录摘 要5前 言5一、 数控机床的产生6二、 数控机床与数控技术的发展 （一） 数控系统的发展7 （二） 数控机床的发展方向7 （三） 数控技术的发展方

2、向10三、 数控机床的特点 （一） 加工零件适应性强、灵活性好12 （二） 加工精度高，产品质量稳定12 （三） 综合功能强，生产效率高12 （四） 自动化程度高，工人劳动强度减少12 （五） 生产成本降低，经济效益好13 （六） 数字化生产，管理水平提高134、 数控机床的主轴部件 （一）主轴的支承14 （二）数控车床的主轴部件14（三）数控铣床的主轴部件15（四）加工中心的主轴部件16五、 数控机床主轴的故障分析与维修（一） 数控机床主轴伺服系统故障检查及维修实例19（二） 数控机床主轴部分常见故障与维护21六、 主轴部件的维护与保养23总结24致谢25参考文献26摘 要 本文以数控机床主

3、轴为核心采用图例介绍了主轴的结构以便于大家认识了解主轴。还介绍了数控机床主轴部件常见故障的分析与维修。以及一些主轴的日常维护与保养方法，目的是为了延长主轴的使用寿命，确保主轴的正常运行，减少不必要的经济损失提高经济效益。本文可供相关人员维护保养主轴以及排除常见的故障做些参考。前 言制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。随着电子技术和自动化技术的发展，数控技术的应用也越来越广泛。在使用方面，也是越来越受到重视。因此，如何更好的使用数控机床

4、是一个很重要的问题。由于数控机床是一种价格昂贵的精密设备，其维护更是不容忽视。数控机床的主轴技术也是相当的重要，但往往也会出现故障,为了给操作人员带来便,发挥数控机床的使用效率,本文中介绍了数控机床主轴常见的故障及对它的故障分析和解决的方法。1、 数控机床的产生 随着科学技术的发展，机械产品日趋复杂、精密，更新换代越来越频繁，社会对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求。在航空航天、造船、军工和计算机等工业中，零件精度高、形状复杂、批量小、经常改动、加工困难、生产效率低、劳动强度大，质量难以保证。加之个性化的需求也使生产类型由大批、大量向多品种、小批量生产转化。为解决上述问题，满足多品种、

5、小批量、复杂、高精度零件的自动化生产，迫切需要一种灵活、通用、高精度、高效率的“柔性”自动化生产设备，在这种情况下数控机床应运而生。根据国家标准，对机床数字控制的定义：用数字控制的装置（简称数控装置），在运行过程中，不断地引入数字数据，从而对某一生产过程实现自动控制，叫数字控制，简称数控。用计算机控制加工功能，称计算机数控（computerized numerical ，缩写）。数控机床即采用了数控技术的机床，或者说装备了数控系统的机床。从应用来说，数控机床就是将加工过程所需的各种操作（如主轴变速、松加工件、进刀与退刀、开车与停车、选择刀具、供给切削液等）和步骤，以及刀具与工件之间的相对位移量

6、都用数字化的代码来表示，通过控制介质将数字信息送入专用的或通用的计算机，计算机对输入的信息进行处理与运算，发出各种指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，是机床自动加工出所需要的零件。1948年美国巴森兹（parsons）公司提出了数控机床的初始设想，1949年开始与麻省理工学院合作，于1952年公开宣布了世界上第一台数控机床的试制成功。1959年，美国克耐*度列克公司开发成功了具有刀库、刀具交换装置及回转工作台的数控机床，可以在一次装夹中对工件的多个面进行多工序加工。至此，数控机床的新一代类型加工中心诞生了。2、 数控机床与数控技术的发展（一） 数控系统的发展 从年第一台数控机床问世后，数控

7、系统已经先后经历了两个阶段和六代的发展，其六代是指电子管、晶体管、集成电路、小型计算机、微处理器和基于工控机的通用cnc系统。其中前三代为第一阶段，称为硬件连接数控，简称系统；后三代为第二阶段，称为计算机软件数控，简称系统。近年来，随着微电子和计算机技术的日益成熟，先后开发出了计算机直接数字控制系统（dnc）、柔性制造系统（fms）和计算机集成制造系统（cims）。数控加工设备的应用范围也迅速延伸和扩展，除金属切削机床外，还扩展到铸造机械、锻压设备等各种机械加工设备，并延伸到非金属加工行业中的玻璃、陶瓷制造等各类设备。数控机床已成为国家工业现代化和国民经济建设中的基础与关键设备。（二） 数控机

8、床的发展方向为了满足市场和科学技术发展的要求，适应现代制造技术对数控技术提出的更高需要，当前世界数控机床发展趋势主要体现在以下几个方面。1. 高精度随着现代科学技术的发展，对超精密加工技术不断提出了新的要求。新材料及新零件的出现，更高精度等要求的提出都需要超精密加工工艺，发展新型超精密加工机床，完善现代超精密加工技术，以提高机电产品的性能、质量和可靠性。从精密加工发展到超精密加工（特高精度加工），是世界各工业强国致力发展的方向。其精度从微米级到亚微米级，乃至纳米级（10nm），其应用范围日趋广泛。当前，机械加工高精度的发展情况是：普通的加工精度提高了1倍，达到5m；精密加工精度提高了两个数量级

9、，超精密加工精度进入纳米级（0.001m），主轴回转精度要求达到0.010.05m，加工圆度为0.1m，加工表面粗糙度ra=0.003m等。超精密加工主要包括超精密切削（车、铣）、超精密磨削、超精密研磨抛光以及超精密特种加工（三束加工及微细电火花加工、微细电解加工和各种复合加工等）。2. 高速、高效机床向高速化方向发展，可充分发挥现代刀具材料的性能，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且还可提高零件的表面加工质量和精度。超高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产有广泛的适用性。20世纪的90年代以来，欧、美、日各国争相开发应用新一代高速数控机床，加快机床高速化发展步伐。高速主轴单元

10、（电主轴转r/min）、高速且高加/减速度的进给运动部件（快移速度60120 m/min，切削进给速度高达60 m/min）、高性能数控和伺服系统以及数控工具系统都出现了新的突破，达到了新的技术水平。随着超高速切削机理、超硬耐磨长寿命刀具材料和磨料磨具，大功率高速电主轴、高加/减速度直线电机驱动进给部件以及高性能控制系统（含监控系统）和防护装置等一系列技术领域中关键技术的解决，将开发出新一代高速数控机床。新一代数控机床（含加工中心）只有通过高速化大幅度缩短切削工时才可能进一步提高其生产率。超高速加工特别是超高速铣削与新一代高速数控机床特别是高速加工中心的开发应用紧密相

11、关。目前，由于采用了新型刀具，车削和铣削的切削速度已达到50008000 m/min以上；主轴转数在30000 r/min （有的高达100000 r/min）以上；工作台的移动速度，进给速度在分辨率为1m时，在100 m/min（有的到200 m/min）以上，在分辨率为0.1m时，在24 m/min以上；自动换刀速度在1秒以内；小线段插补进给速度达到12 m/min。根据高效率、大批量生产需求和电子驱动技术的飞速发展，高速直线电机的推广应用，开发出一批高速、高效的高速响应的数控机床以满足汽车、农机、航空和军事等行业的需求。 3. 智能化 随着人工智能在计算机领域的不断渗透与发展，以模糊数学

12、、神经网络、数据库和知识库等为基础的决策系统、专家系统在制造业中得到成功运用，智能化正成为数控设备研究及发展的热点，它不仅贯穿于生产加工的全过程，还贯穿在产品的售后服务和维修中，其内容包括在数控系统中的各个方面：自适应控制技术 根据切削条件的变化，自动调节工作参数，使加工过程中能保持最佳工作状态，以得到较高的加工精度和较小的表面粗糙度，提高刀具的使用寿命和设备的生产效率，达到改进系统运行状态的目的。如mitsubishi elexric公司的数控电火花成型机床上的“miracle fuzzy”自适应控制器，利用基于模糊逻辑的自适应控制技术，自动控制和优化加工参数，操作者即使不具备专门的技能也能

13、较好地使用机床。专家系统技术 将专家经验和切削加工一般规律与特殊规律存入计算机中，以加工工艺参数数据库为支撑，建立具有人工智能的专家系统，提供经过优化的切削参数，使加工系统始终处于最优和最经济的工作状态，从而提高编程效率和降低对操作人员的技术要求，缩短生产准备时间。例如，日本牧野公司在电火花数控系统makino-mce20中，用自带学习功能的神经网络专家系统代替操作人员进行加工监视。故障自诊断技术 在整个工作状态中，随时对数控机床系统本身及相连的各种设备进行自诊断、检查，一旦出现故障立即进行故障报警或采用停机等措施，并提示发生故障的部位、原因等。智能化编程技术 应用声控和图像识别等技术开发出的

14、会话自动编程系统，可自动选择刀具、生成工艺路线、计算切削深度和速度，实现切削仿真，极大地提高了在线编程和复杂型面编程的效率。智能化交流伺服驱动技术 研究能自动识别负载并自动调整参数的智能化伺服系统，包括智能主轴交流驱动装置和智能化进给伺服装置，使驱动系统获得最佳运行。 4. 复合化复合化加工是通过增加机床的功能，减少工件加工过程中的定位装夹次数及对刀等辅助工艺时间，从而提高机床生产率。复合化加工还可以辅助工序，减少夹具和加工机床数量，对降低整体加工和机床维护费用有利。复合化加工有两重含义：一是工序和工艺集中，即在一台机床上一次装夹可完成多工序、多工种的任务，如数控车床向车削中心发展，加工中心向

15、功能更多方向发展，五轴联动向五面加工发展等；二是指工艺的成套，即加工企业向复合型方向发展，为用户提供成套服务。（三） 数控技术的发展方向数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（it、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面。1.高速、高精加工技术及装备的新趋势效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期

16、和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（cirp）将其确定为21世纪的中心研究方向之一。在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。 2. 5轴联动加工和复合加工机床快速发展采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮

17、化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。 当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。 3.智能化、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的

18、自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。三、 数控机床的特点数控装置是数控机床的核心，它接受输入装置送来的脉冲信号经过数控控制装置的系统软件或逻辑处理后，输出各种信号和指令控制机床的各

19、处，进行规定的、有序的动作。数控机床在机械制造中得到广泛的应用，是因为它具有如下的特点： （一） 加工零件适应性强、灵活性好数控机床是一种高度自动化和高效率的机床，可适应不同品种和不同尺寸规格工件的自动加工，能完成很多普通机床难以胜任、或者根本不可能加工出来的复杂型面的零件。当加工对象改变时，只要改变数控加工程序，就可改变加工工件的品种，为复杂结构的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的便利。数控机床首先在航空航天等领域获得应用，如复杂曲面的模具加工、螺旋桨及涡轮叶片加工等。（二） 加工精度高，产品质量稳定数控机床按照预定的程序自动加工，不受人为因素的影响，加工同批零件尺寸的一致性好，其加

20、工精度由机床来保证，还可利用软件来校正和补偿误差，加工精度高、质量稳定，产品合格率高。因此，能获得比机床本身精度还要高的加工精度及重复精度（中、小型数控机床的定位精度可达0.005 mm，重复定位精度可达0.002 mm）。（三） 综合功能强，生产效率高数控机床的生产效率较普通机床的高23倍。尤其是某些复杂零件的加工，生产效率可提高十几倍甚至几十倍。这是因为数控机床具有良好的结构刚性，可进行大切削用量的强力切削，能有效地节省机动时间，还具有自动变速、自动换刀、自动交换工件和其他辅助操作自动化等功能，使辅助时间缩短，而且无需工序间的检测和测量。对壳体零件采用加工中心进行加工，利用转台自动换位、自

21、动换刀，几乎可以实现在一次装夹的情况下完成零件的全部加工，节约了工序之间的运输、测量、装夹等辅助时间。（四） 自动化程度高，工人劳动强度减少数控机床主要是自动加工，能自动换刀、启停切削液、自动变速等，其大部分操作不需人工完成，可大大减轻操作者的劳动强度和紧张程度，改善劳动条件。（五） 生产成本降低，经济效益好数控机床自动化程度高，减少了操作人员的人数，同时加工精度稳定，降低了废品、次品率，使生产成本下降。在单件、小批量生产情况下，使用数控机床加工，可节省划线工时，减少调整、加工和检验时间，节省直接生产费用和工艺装备费用。此外，数控机床可实现一机多用，节省厂房面积和建厂投资。因此，使用数控机床仍

22、可获得良好的经济效益。（六） 数字化生产，管理水平提高在数控机床上加工，能准确地计算零件加工时间，加强了零件的计时性，便于实现生产计划调度，简化和减少了检验、工具与夹具准备、半成品调度等管理工作。数控机床具有的通信接口，可实现计算机之间的联接，组成工业局部网络（lan），采用制造自动化协议（map）规范，实现生产过程的计算机管理与控制。四、数控机床的主轴部件主轴部件是机床的一个关键部件，它包括主轴的支承、安装在主轴上的传动零件等。主轴部件质量的好坏直接影响加寸、质量。对于数控机床尤其是自动换刀数控机床，为了实现刀具在主轴上的自动装卸与夹持，还必须有刀具的自动夹紧装置、主轴准停装置和主轴孔的清理

23、装置等结构。 （一）主轴的支承 数控机床主轴的支承配罟形式主要用三种。 1.前支承采用双列圆柱滚子轴承和60角接触双列球轴承组合，加工中心后支承采用成对安装的角接触轴承。这种配置形式使主轴的综合刚度大幅度提高，普遍应用于扦类数控机床主轴。 2.前轴承采用高精度双列(或三列)角接触球轴承，后支承采用单列(或双列)角接触球轴承。这种配置适用于高速、轻载和精密的数控机床主轴。 3.前后轴承采用双列和单列圆锥滚子轴承，数控机床适用于中等精度、低速，寸重载的数探机床主轴。 （二）数控车床的主轴部件 数控车床主轴部件的精度、刚度和热变形对加工质量有直接的影响。 tnd360数控车床主轴部件，主轴内孔用于通

24、过长的棒料，也可用于通过气动、液压夹紧装夹(动力卡盘)，主轴前端的短圆锥面及其端面用于安装卡盘或拨盘。主轴前后支承都采用角接触球轴承。前支承三个一组，前面两个大口朝前端，后面一个大口朝后端，后支承两个角接触球轴承小口相对。加工中心前后轴承都由轴承厂配好，成套供应，装配时不需修配。（三）数控铣床的主轴部件 数控铣床的主轴为一中空轴，其前端为锥孔，与刀柄相配，在其内部和后端安装有刀具自动夹紧机构，用于刀具装夹。主轴在结构上要保证良好的冷却润滑，尤其是在高转速场合，通常采用循环式润滑系统。对于电主轴而言，往往设有温控系统，且主轴外表面有槽结构，以确保散热冷却。（四）加工中心的主轴部件 1.主轴箱结构

25、 主轴刀具自动装夹和切屑清除装置主要用于主运动是刀具旋转运动的情形。如数控铣钻镗床及加工中心的主轴部件，典型结构为jcs-018立式镗铣床主轴部件。 主轴前端有7：24的锥孑l可用于装夹bt40刀柄或刀杆。数控机床主轴端面有一端面键。主轴的前支承配置了三个高精度的角接触球轴承，用以承受径向和轴向载荷，其中前两个大口朝下，后面的一个大口朝上，前支承按预加载荷计算的预紧量由螺母来调整。后支承为一对小口相对配置的角接触球轴承，它们只承受径向载荷，因此，轴承外圈不需要定位。该主轴选择的轴承类型和配置形式，满足主轴高转速和承受较大轴向载荷的要求。加工中心主轴受热变形向后伸长，不影响加工精度。 (1)基本

26、构成 装刀部件：刀夹、拉钉、钢球、端面键。 换刀部件：主轴、拉杆、碟形弹簧、液压缸、活塞。 清洁部件：空压机、压缩空气管接头。 (2)取用刀具过程 cnc发出换刀指令+液压缸右腔进油+活塞左移+推动拉杆克服弹簧的作用左移+带动钢球移至大空间+数控机床钢球失去对拉钉的作用+取刀。 (3)清洁过程 旧刀取走后-cnc发出指令+空气压缩机启动+压缩空气经压缩空气管接头吹扫装刀部位并用定时器计时。 (4)装刀过程 时间到-cnc发出装刀指令+机械手装新刀+液压缸右腔回油+拉杆在碟形弹簧的作用下复位+拉杆带动拉钉右移至小直径部位+通过钢球将拉钉卡死。 这样用碟形弹簧通过拉杆及钢球拉住刀柄尾部的拉钉，加工

27、中心使刀具锥柄和主轴锥孔紧密配合，夹紧力达12000n以上。 2.主轴准停装置 主轴准停功能又称主轴定向功能(spindle specified position stop)，即当主轴停止时，控制其停于固定的位置，这是自动换刀所必须的功能。在自动换刀的数控镗铣加工中心上，切削转矩通常是通过刀杆的端面键来传递的。这就要求主轴具有准确定位于圆周上特定角度的功能。 主轴准停装置分机械式和电气式两类。机械准停装置动作迅速，数控机床准确可靠，但结构复杂，在早期数控机床上使用较多。 在主轴后端安装一个永久磁铁与主轴一起旋转，在距离永久磁铁旋转轨迹外12mm处固定一个磁传感器，磁传感器安装在主轴箱上，其安装

28、位置决定了主轴的准停点。 当数控机床需要换刀时，加工中心主轴运转+cnc发出停转指令+数控装置发出主轴停转指令+主轴电动机立即降速+主轴以低速旋转+永久磁铁对准磁传感器，磁传感器感受永久磁铁的磁场，数控机床并发出准停信号+信号经放大后+由准停电路控制主轴电动机准确地停止在规定的周向位置上。准停的定位精度可达土1五、数控机床主轴的故障分析与维修（一） 数控机床主轴伺服系统故障检查及维修实例 电子工业的飞速发展，使各种集成度高、性能先进的调速驱动层出不穷，给数控机床的更新换代提供了有利条件，但对于目前大中型企业还无法将旧数控机床全部改造的现实，修理旧的驱动系统，仍是维修战线上的一项艰巨任务。1.故

29、障一 故障现象：1.8m数控卧车在停车时发出巨大响声，同时车间总电源跳闸。 检查：(1)车间电工对供电系统进行检查，跳闸的自动空气断路器所在处，因环境潮湿开关盒内自动跳闸的连杆机构已腐蚀，另外三相触点中有一相触点只有一小部分能接触。(2)车间供电变压器容量小，超负荷运行。其正常的相电压只有340v。(3)一只晶闸管已被烧坏，查看驱动电路，b相触发脉冲短小，只有正常触发脉冲幅值的四分之一，进一步查实为b相触发电路中的放大管t3性能不好所致。分析：晶闸管在整流状态下缺相和在逆变状态下缺相结果是不同的。在整流状态下总是触发电位较高的晶闸管如scr1，同时使前一相晶闸管scr3承受反相电压而关断。在s

30、cr3的关断期间以反相阻断状态为主。即使后一个晶闸管不触发，而scr3到一定时刻也会因过零而自动关断。但如果是在停车降速时，即在逆变的情况下(同样也是触发电位较高的晶闸管导通，并使前一个晶闸管承受反压而关断)，这时的晶闸管在关断时有很长一段时间处于正向阻断状态。这样，若后一个晶闸管不导通，由于电感l的放电作用，使该晶闸管再延续导通一个周期而进入正半周，晶闸管将继续导通下去，同时阻碍后面的晶闸管导通。于是，晶闸管输出的正向电压与电动机电势迭加产生很大的电流，这时即产生逆变颠覆，轻则烧坏保险丝，重则烧坏晶闸管。如果车间的电压供电系统正常，没有大的波动，也许不会烧坏晶闸管。交流电网电压波动大，车间变

31、压器容量小，超负荷运行，再加之b相正组触发脉冲幅值小，及车间供电系统的总开关盒的损坏等综合原因造成了这次故障的发生。 处理：(1)更换自动空气断路器。(2)更换新的晶闸管。 2.故障二 故障现象：1.8m卧车在点动时，花盘来回摆动。 检查：测量驱动控制系统中的20v直流稳压电源的纹波为4v峰值，大大超过了规定的范围。 分析：在控制系统的放大电路中，高、低通滤波器可以滤掉，如：测速机反馈，电流反馈，电压反馈中的各次谐波干扰信号，但无法滤除系统本身直流电源电路中的谐波分量，因它存在于整个系统中，这些谐波进入放大器就会使放大器阻塞，使系统产生各种不正常的现象。在点动状态下，因电机的转速较低，这些谐波

32、已超过了点动时的电压值，造成了系统的振荡，使主轴花盘来回摆动，而且一旦去除谐波信号，故障马上消失。 处理：将电压板中的100mf和1000mf滤波电容换下焊上新电容，并测量纹波只有几个毫伏后将电源板安装好，开机试运行，故障消除。 3.故障三 故障现象：5m立车在运行加工中发出哐哐声后，烧保险。 检查：发现5fc5fg、5rg5rq正反组全无脉冲输出，测量结果，ic7反相器损坏，又发现1fg1fc输出波形较其他波形幅值低得多。 分析：5m立车主驱动直流电机的驱动电压由晶闸管全控桥反并联整流电路提供。12路触发脉冲中，有两路消失，另一路触发脉冲的幅值较其它正常触发脉冲要短三分之一，当出现哐哐的齿轮

33、撞击声时，误以为液压马达联轴节处出现了问题，但过了一会儿两路保险丝烧坏，实际上，在这次故障的前一段时间里已烧过两次保险，当时只认为是偶然的电网不稳造成，因换上保险丝后，故障就消除了。由于5m立车加工运行时的转速较低，虽然可控硅整流电路是桥式整流，但是线路中触发脉冲丢失和幅值小同时存在时，也会造成电流不连续，输出的电压不稳，从而使电机的转速不稳。一开始出现的哐哐声，实际就是转速不稳的表现。由于电流断续而引起的烧保险故障能发生在运行后停车和正常运行的任何时刻。 处理：将放大管t1及反相器ic7换下，故障消除。 4. 故障四 故障现象：1.8m卧车主轴在停车时，发出巨大响声，但保险并未烧坏。 检查：

34、用诊断板按照说明书中的步骤对系统参数重新调整，调整过程中，发现线时间应为15s，可是在故障时已调整为10s，另外增益电位器所调的位置也比要求的调得高，即使增益增大。 分析：所谓线时间是指系统的上升和下降时间。对于控制56kw的电动机的控制系统线时间由15s改成了10s，那么电机产生的机械惯性会在停车时在齿轮上发出巨大响声，从而使齿轮受到损害。 增大增益可以减少死区，使转速误差减小，但增益太大会使超调严重，给系统的暂态响应带来麻烦，加之线时间的减少，更加剧了机械的响声。 驱动系统中的各种参数都要进行严格的计算，并根据每台电机及机械的实际情况，反复进行调整而确定，尽管机床已运行多年，各参数有的也发

35、生了变化，但这种变化是极微小的，在一般情况下，各电位器箭头的位置不应随意改动。 处理：(1)将线时间调整为15s。(2)将增益调小。 （二） 数控机床主轴部分常见故障与维护 l主轴电机数控机床大多采用变频调速电动机。变频调速电动机具有较硬的机械特性，稳定性良好；无转差损耗，效率高；接线简单、控制方便、价格低；能高效率的平滑调速，而且转速高、功率大，速度变换迅速、可靠；能无级变速等特点。 变频调速电动机一般常见的机械故障表现为电机发热、振动、噪声等。 （1）电机发热： 首先排除电器故障引起的电机发热，机械故障一般是电机轴承损坏、轴承间隙大导致电机转子高速旋转时与定子摩擦或者轴承缺润滑脂引起的，散

36、热排风扇不工作或者损坏等。 维修方法：一般更换电机轴承或者轴承加适量润滑脂，检查排风扇是否良好，清除排风扇上的污物。 （2）电机振动： 振动的原因除了轴承损坏外，电机紧固螺栓松动或者电机皮带轮与电机轴间隙过大都能够引起电机的振动。 维修方法：更换电机轴承或者轴承加润滑脂，紧固电机与机床床身连接螺栓，检查皮带轮动平衡，皮带轮内孔尺寸与电机主轴的配合间隙是否超差。 （3）电机噪声： 电机产生噪声的机械故障原因主要是由于电机轴承损坏或轴承缺少润滑脂引起的。维修方法：更换电机轴承，轴承重新更换润滑脂，最好采用耐高温的润滑脂，并且润滑脂涂抹要适量。2. 主轴箱主轴箱部件是机床的重要部件之一。主轴部件和支

37、承件均采用了刚度和抗振性较好的新型结构。主轴的加工精度、抗振性能以及热变形等对活塞的加工质量有直接的影响。因为采用了变频调速电动机，数控机床的主轴箱结构比较简单。主要是前后轴承支撑主轴，由电动机靠皮带传送动力直接带动旋转，主轴前端一般采用双列圆柱滚子轴承和角接触球轴承组合，后支承采用双列圆柱滚子轴承。前后轴承利用锁紧螺母与轴承间隙调整垫消除调整轴向和径向间隙。这种结构能够具有强有力的切削性能，并且加工精度也能满足活塞加工的要求。 主轴的主要故障表现为主轴发热、噪音、加工尺寸不稳定等。 （1）主轴发热、噪音： 主轴发热的原因主要是轴承损坏或者轴承缺润滑脂，轴承的预紧力过紧引起的。维修方法：主轴发

38、热是要先找到发热源，判断是哪一端轴承发热引起的，然后用手转动主轴，判断主轴转动时松紧是否均匀，有没有沉点。如果是轴承引起的主轴发热，就要更换或清洗主轴轴承、轴承加适量润滑脂。在清洗轴承的时候一般采用煤油或者汽油清洗，先粗洗后精洗，然后均匀涂抹耐高温润滑脂后再重新装配。如果轴承预紧力过大引起的发热，先分别检查测量前后轴承与轴承间隙调整垫之间的间隙，要求在无锁紧螺母的外力下，轴承与轴承间隙调整垫之间的间隙在0.08mm-0.10mm之间，然后重新锁紧螺母，消除轴承间隙即可。 （2）、加工尺寸不稳定：主轴轴承损坏或者轴承间隙过大或过小都会引起加工产品的尺寸不稳定。维修方法：检查更换主轴轴承。轴承磨损

39、严重会直接影响加工工件的尺寸精度和工件表面粗糙度。调整轴承间隙调整垫的厚度，使主轴的轴向跳动和径向跳动达到最佳状态。六、主轴部件的维护与保养主轴部件是数控机床机械部件中的重要组成部件，主要由主轴、轴承、主轴准停装置、自动夹紧和切屑清除装置组成。数控机床主轴部件的润滑、冷却与密封是机床使用和维护过程中值得重视的几个问题。 （一）主轴的润滑：良好的润滑效果，可以降低轴承的工作温度和延长使用寿命；为此，在操作使用中要注意到：低速时，采用油脂、油液循环润滑；高速时采用油雾、油气润滑方式。但是，在采用油脂润滑时，主轴轴承的封入量通常为轴承空间容积的10%，切忌随意填满，因为油脂过多，会加剧主轴发热。对于

40、油液循环润滑，在操作使用中要做到每天检查主轴润滑恒温油箱，看油量是否充足，如果油量不够，则应及时添加润滑油；同时要注意检查润滑油温度范围是否合适。为了保证主轴有良好的润滑，减少摩擦发热，同时又能把主轴组件的热量带走，通常采用循环式润滑系统，用液压泵强力供油润滑，使用油温控制器控制油箱油液温度。高档数控机床主轴轴承采用了高级油脂封存方式润滑，每加一次油脂可以使用710年。新型的润滑冷却方式不单要减少轴承温升，还要减少轴承内外圈的温差，以保证主轴热变形小。常见主轴润滑方式有两种，油气润滑方式近似于油雾润滑方式，但油雾润滑方式是连续供给油雾，而油气润滑则是定时定量地把油雾送进轴承空隙中，这样既实现了

41、油雾润滑，又避免了油雾太多而污染周围空气。喷注润滑方式是用较大流量的恒温油(每个轴承34l/min)喷注到主轴轴承，以达到润滑、冷却的目的。这里较大流量喷注的油必须靠排油泵强制排油，而不是自然回流。同时，还要采用专用的大容量高精度恒温油箱，油温变动控制在0.5。 （二）主轴的冷却：主轴部件的冷却主要是以减少轴承发热，有效控制热源为主。 （三）主轴的密封：主轴部件的密封则不仅要防止灰尘、屑末和切削液进入主轴部件，还要防止润滑油的泄漏。主轴部件的密封有接触式和非接触式密封。对于采用油毡圈和耐油橡胶密封圈的接触式密封，要注意检查其老化和破损；对于非接触式密封，为了防止泄漏，重要的是保证回油能够尽快排

42、掉，要保证回油孔的通畅。总 结 进入21世纪，随着数控技术的飞速发展，数控设备已遍布全世界，不仅工业发达国家已广泛采用，就是发展中国家也大量使用。我国自改革开放以来也引进了不少先进的设备，这些设备的特点是以大规模集成电路为主的数控设备，这些设备功能强，生产效率高，但是复杂，涉及许多领域。 在数控机床维修中推广应用新技术、新工艺、新材料，做好数控的技术改造和局部改装设计管理工作，搞好数控机床维修用工、检、量具的管理，搞好数控设备维修的质量管理等工作。只有这样，才能做好数控机床的维修工作，保障数控机床的正常运行，从而保障企业生产的顺利运行。所以，无论是cnc系统，机床强电，还是机械、液压、气路等，只要有可能引起该故障的原因，都要尽可能全面地列出来，进行综合判断和筛选，然后通过必要的实验达到确诊和最终排除故障的目的。我们衷心希望，我国科技界、产业界和教育界通力合作，把握好知识经济给我们带来的难得机遇，迎接竞争全球化带来的严峻挑战，为在21世纪使我国数控技术和产业走向世界的前列，使我国经济继