数控机床机械结构故障诊断与维护课件

第5章数控机床机械结构的故障诊断与维护2022/12/161第5章数控机床机械结构的故障诊断与维护2022/12/135.1数控机床机械结构概述5.2数控机床机械故障诊断方法5.3主传动系统与主轴部件的诊断与维5.4进给传动机构故障的诊断与维修5.5导轨副故障的诊断与维修5.6液压、气动系统故障诊断与维修5.7刀库及自动换刀装置故障分析与排除第5章数控机床机械结构的故障诊断与维护2022/12/1625.1数控机床机械结构概述第5章数控机床机械结构的故障诊滚动导轨的安装、预紧：直线滚动导轨副（如图所示）是数控机床上常用的机构，安装固定方式主要有螺钉固定、压板固定、定位销固定和斜楔块固定。在实际使用中，通常是两根导轨成队使用，其中一条为基准导轨，通过对基准导轨的正确安装，以保证运动部件相对于支承元件的正确导向。

引例滚动导轨的安装、预紧：引例3安装前必须检查导轨是否有合格证，有否碰伤或锈蚀，用防锈油清洗干净，清除装配表面的毛刺、撞击突起物及污物等；检查装配联接部位的螺栓孔是否吻合，如果发生错位而强行旋入螺栓，将会降低运行精度。导轨安装步骤如下：1)将导轨基准面紧靠机床装配表面的侧基面，对准螺孔，将导轨轻轻地用螺栓予以固定。2)上紧导轨侧面的顶紧装置，使导轨基准侧面紧靠贴床身的侧面。3)，用力矩扳手按参考值拧紧导轨的安装螺钉；从中间开始按交叉顺序向两端拧紧。安装前必须检查导轨是否有合格证，有否碰伤或锈蚀，用防锈油清洗4由于进给伺服驱动、主轴驱动和CNC技术的发展，以及为适应高生产效率的需要，数控机床的机械结构已从初期对普通机床局部结构的改进，逐步发展为数控机床的独特机械结构。图5-1所示为CK6136型数控车床。5.1数控机床机械结构概述

2022/12/1655.1.1数控机床机械结构的主要组成由于进给伺服驱动、主轴驱动和CNC技术的5数控机床的机械结构，除机床基础部件外，还有下列几部分：1）主传动系统。2）进给传动系统。3）实现工件回转、定位的装置和附件。4）实现某些部件动作和辅助功能的系统和装置，如液压、气动、润滑、冷却等系统和排屑、防护等装置。5）刀架或自动换刀装置（ATC）。6）自动拖盘交换装置（APC）。7）特殊功能装置，如刀具破损监控、精度检测和监控装置。8）为完全自动化控制功能的各种反馈信号及元器件

2022/12/166数控机床的机械结构，除机床基础部件外，还有下列几部分：2025.1.2数控机床机械结构的主要特点

由于数控加工是一种程序控制过程，使其相应形成了以下几个特点：（1）自动化程度高，可以减轻工人的劳动强度。（2）加工精度高、加工质量稳定可靠、重复性好。（3）加工生产率高。（4）对零件加工的适应性强、灵活性好、能加工形状复杂的零件。（5）有利于生产管理的现代化。2022/12/1675.1.2数控机床机械结构的主要特点2022/12/1377数控机床是机、电、液、气、计算机自动控制等为一体的自动化机床，经各部分的执行功能最后共同完成机械执行机构的移动、转动、夹紧、松开、变速和换刀等各种动作，实现切削加工任务。在机床工作时，它们的各项功能相互结合，发生故障时也混在一起，故障现象与故障原因并非简单的一一对应关系，而往往可能出现一种故障现象是由几种不同原因引起的，或一种原因引起几种故障，即大部分故障是以综合故障形式出现的，这就给故障诊断及其排除带来了很大困难。5.2数控机床机械故障诊断方法2022/12/1685.2.1机械故障及其分类数控机床是机、电、液、气、计算机自动控8一般来说，机床的机械故障类型可分为以下几种。（1）功能性故障主要指工件加工精度方面的故障，表现在加工精度不稳定、加工误差大、运动方向误差大、工件表面粗糙。（2）动作型故障主要指机床各执行部件动作故障，如主轴不转动、液压变速不灵活、工件或刀具夹不紧或松不开、刀架或刀库转位定位不太准等。（3）结构型故障主要指主轴发热、主轴箱噪声大、切削时产生振动等。（4）使用型故障主要指因使用和操作不当引起的故障，如由过载引起的机件损坏、撞车等。2022/12/169一般来说，机床的机械故障类型可分为以下几种。2022/12/95.2.2数控机床机械故障诊断方法数控机床机械系统故障的诊断方法可以分为实用诊断技术、常用诊断技术、现代诊断技术三种。数控机床机械系统故障的诊断方法见表5-1。

2022/12/16105.2.2数控机床机械故障诊断方法2022/12/1310数控机床是机、电、液、气、计算机自动控制等为一体的自动化机床，经各部分的执行功能最后共同完成机械执行机构的移动、转动、夹紧、松开、变速和换刀等各种动作，实现切削加工任务。在机床工作时，它们的各项功能相互结合，发生故障时也混在一起，故障现象与故障原因并非简单的一一对应关系，而往往可能出现一种故障现象是由几种不同原因引起的，或一种原因引起几种故障，即大部分故障是以综合故障形式出现的，这就给故障诊断及其排除带来了很大困难。5.3主传动系统与主轴部件的诊断与维修

2022/12/16115.3.1主轴部件数控机床是机、电、液、气、计算机自动控111．主轴端部的结构形状主轴端部用于安装刀具或夹持工件的夹具，在设计要求上，应能保证定位准确、安装可靠、连接牢固、装卸方便，并能传递足够的转矩。主轴端部的结构形状都已标准化，如图5-2所示为普通机床和数控机床所通用的几种结构形式。2022/12/16121．主轴端部的结构形状2022/12/1312122.主轴部件的支承机床主轴带着刀具或夹具在支承中作回转运动，应能传递切削转矩承受切削抗力，并保证必要的旋转精度。机床主轴多采用滚动轴承作为支承，对于精度要求高的主轴则采用动压或静压滑动轴承作为支承。下面着重介绍主轴部件所用的滚动轴承。

1）．主轴部件常用滚动轴承的类型如图5-3所示

2）．滚动轴承的精度主轴部件所用滚动轴承的精度有高级6、精密级5、特精级4和超精级2。前支承的精度一般比后支承的精度高一级，也可以用相同的精度等级。普通精度的机床通常前支承取4、5级，后支承用5、6级。

3）．主轴滚动轴承的配置如图5-4所示2022/12/16132.主轴部件的支承2022/12/1313134）．主轴滚动轴承的预紧常用的方法有以下几种：(1)轴承内圈移动

如图5-5所示(2)修磨座圈或隔套

如图5-6、5-7所示3.主轴的材料和热处理主轴材料可根据强度、刚度、耐磨性、载荷特点和热处理变形大小等因素来选择。主轴刚度与材质的弹性模量E有关。无论是普通钢还是合金钢其E值基本相同。因此，对于一般要求的机床其主轴可用价格便宜的中碳钢、45钢，进行调质处理后硬度为22～28HRC。4.主轴的润滑与冷却主轴轴承润滑和冷却是保证主轴正常工作的必要手段。2022/12/16144）．主轴滚动轴承的预紧2022/12/1314141．主轴部件的维护数控机床主轴部件是影响机床加工精度的主要部件，它的回转精度影响工件的加工精度；它的功率大小和回转速度影响加工效率；它的自动变速、准停和换刀等影响机床的自动化程度。因此，要求主轴部件具有与本机床工作性能相适应的高回转精度、刚度、抗振性、耐磨性和低的温升。在结构上，必须很好地解决刀具和工件的装夹、轴承的配置、轴承间隙调整和润滑密封等问题。（1）．防泄漏：图5-8所示为卧式加工中心主轴前支承的密封结构。

2022/12/16155.3.2主传动系统的特点、一般调试方法1．主轴部件的维护2022/12/13155.3.2主传动系15主轴的密封有接触式和非接触式密封。图5-9是几种非接触密封的形式。接触式密封主要有油毡圈和耐油橡胶密封圈密封，如图5-10所示。

（2）．刀具夹紧

在自动换刀机床的刀具自动夹紧装置中，刀具自动夹紧装置的刀杆常用7:24的大锥度锥柄，既利于定心，也为松刀带来方便。2.主传动链的维护3．主传动链故障及诊断方法主传动链常见故障及排除方法如表5-2所列。

2022/12/1616主轴的密封有接触式和非接触式密封。图5-9是几种165.4进给传动机构故障的诊断与维修5.4.1滚珠丝杠螺母副目前广泛应用的进给运动的传动方式主要有两种：一种是回转伺服电机通过滚珠丝杠螺母副的间接传动的进给运动方式;另一种是采用直线电机直接驱动的进给运动方式。后者多用于高速加工中。常用的循环方式有外循环与内循环两种：1、外循环2、内循环滚珠丝杠副与滑动丝杠螺母副比较有很多优点：传动效率高、灵敏度高、传动平稳；磨损小、寿命长；可消除轴向间隙，提高轴向刚度等。2022/12/16175.4进给传动机构故障的诊断与维修5.4.1滚珠丝杠螺母副

1.滚珠丝杠副的安装

常见安装方式有以下四种情况(如图5-11的（a）、（b）、

（c）、（d）所示)。

(1)固定—自由适用于低转速，中精度，短轴向丝杠；

(2)支承—支承适用于中等转速，中精度；

(3)固定—支承适用于中等转速、高精度；

(4)固定—固定适用于高转速、高精度。

2.滚珠丝杠副的预紧

滚珠丝杠副预紧的目的是为了消除丝杠与螺母之间的间隙和施加预紧力，以保证滚珠丝杠反向传动精度和轴向刚度。

在数控机床进给系统中使用的滚珠丝杠螺母副的预紧方法有修配垫片厚度、双螺母消隙、齿差式调整方法等。广泛采用的是双螺母结构消隙。

1、修配垫片消隙式如图5-12所示

2、双螺母消隙式如图5-13所示

3、齿差消隙式如图5-14所示

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1.滚珠丝杠副的安装

常见安装方式有以下四种情况(如3.滚珠丝杠副的润滑及防护装置滚珠丝杠副在工作状态下，必须润滑，以保证其充分发挥机能。润滑方式主要有以下两种：润滑脂、润滑油。润滑脂的给脂量一般是螺母内部空间容积的1/3，某些生产厂家在装配时螺母内部已加注润滑脂。而润滑油的给油量随行程、润滑油的种类、使用条件等的不同而不同。

滚珠丝杠副与滚动轴承一样，如果污物及异物进入就很快使它磨损，因此考虑油污物异物（切削）进入时，必须采用防尘装置，将丝杠轴完全保护起来。防尘装置可采用可随移动部件移动而收展的钢制盖板或柔性卷帘。2022/12/16193.滚珠丝杠副的润滑及防护装置2022/12/13195.4.2静压蜗杆—蜗轮条传动传动原理静压蜗杆—蜗轮齿条是一种精密传动副，用于将回转运动转变为直线位移。如图5-15所示，蜗杆可看作长度很短的丝杠，其长径比很小。蜗轮齿条则可以看作一个很长的螺母沿轴向剖开后的一部分。与滚珠丝杠不同，蜗轮齿条能无限接长，因此，运动部件的行程可以很长。2022/12/16205.4.2静压蜗杆—蜗轮条传动2022/12/13205.4.3预加载荷双齿轮齿条工作行程很大的大型数控机床通常采用齿轮齿条来实现进给运动。进给力不大时，可以采用类似于圆柱齿轮传动中的双薄片齿轮结构，通过错齿的方法来消除间隙；当进给力较大时，通常采用双厚齿轮的传动结构。图5-16是双厚齿轮的传动结构图。2022/12/16215.4.3预加载荷双齿轮齿条2022/12/1321215.4.4直线电动机传动直线电动机的工作原理与旋转电动机没有本质区别，可将其视为旋转电动机沿圆周方向拉伸展平的产物，如图5-17所示，对应于旋转电动机的定子部分，称为直线电动机的初级；对应于旋转电动机的转子部分，称为直线电动机的次级。在结构上，可以有如图5-18所示的短次级和短初级两种形式。为了减小发热量和降低成本，高速机床用直线电动机一般采用图5-18b所示的短初级和动次级结构。2022/12/16225.4.4直线电动机传动2022/12/1322225.4.5滚珠丝杠常见的的故障、故障原因及维修方法

表5-3为滚珠丝杠螺母副常见的故障、故障原因及维修方法一览表。

2022/12/16235.4.5滚珠丝杠常见的的故障、故障原因及维修方法2022/235.5导轨副故障的诊断与维修2022/12/16245.5.1导轨滑块副导轨副按接触面的摩擦性质可以分为滑动导轨、静压导轨和滚动导轨。1.滑动导轨2.静压导轨如图5-19所示3.滚动导轨如图5-20所示4.滚动导轨的结构，结构如图5-21所示5.滚动导轨的安装、预紧如图5-22所示5.5导轨副故障的诊断与维修2022/12/13245.5245.5.2导轨常见的的故障、故障原因及维修方法

表5-5为导轨副在使用中常见故障、故障原因及维修方法一览表。

2022/12/16255.5.2导轨常见的的故障、故障原因及维修方法2022/12255.6液压、气动系统故障诊断与维修2022/12/16265.6.1数控机床液压回路常见故障及维修液压传动系统在数控机床中占有很重要的位置，加工中心的刀具自动交换系统(ATC)，托盘自动交换系统，主轴箱的平衡，主轴箱齿轮的变档以及回转工作台的夹紧等—般都采用液压系统来实现。机床液压设备是由机械、液压、电气及仪表等组成的统一体，分析系统的故障之前必须弄清楚整个液压系统的传动原理、结构特点，然后根据故障现象进行分析、判断，确定区域、部位、以至于某个元件。液压系统的工作总是由压力、流量、液流方向来实现的，可按照这些特征找出故障的原因并及时给予排除。造成故障的主要原因一般不外有三种情况：一是设计不完善或不合理；二是操作安装有误，使零件、部件运转不正常；三是使用、维护、保养不当。前一种故障必须充分分析研究后进行改装、完善，后两种故障可以用修理及调整的方法解决。5.6液压、气动系统故障诊断与维修2022/12/1326261．液压泵故障液压泵主要有齿轮泵、叶片泵等，下面以齿轮泵为例介绍故障及其诊断。齿轮泵最常见的故障是泵体与齿轮的磨损、泵体的裂纹和机械损伤。出现以上情况一般必须大修或更换零件。2．整体多路阀常见故障的可能原因及排除方法(1)工作压力不足(2)工作油量不足(3)复位失灵复位弹簧损坏与变形，更换新产品。(4)外泄漏2022/12/16271．液压泵故障2022/12/13273．电磁换向阀常见故障的可能原因和排除方法(1)滑阀动作不灵活(2)电磁线圈烧损4．液压缸故障及排除方法(1)外部漏油(2)活塞杆爬行和蠕动2022/12/16283．电磁换向阀常见故障的可能原因和排除方法2022/12/1282022/12/16295.6.2数控机床气压回路常见故障及维修

1．气动系统维护的要点(1)保证供给洁净的压缩空气(2)保证空气中含有适量的润滑油(3)保持气动系统的密封性(4)保证气动元件中运动零件的灵敏性(5)保证气动装置具有合适的工作压力和运动速度2．气动系统的点检与定检(1)管路系统点检(2)气动元件的定检：表5-6气动元件的定检2022/12/13295.6.2数控机床气压回路常见故障及295.7刀库及自动换刀装置故障分析与排除2022/12/16305.7.1刀库的形式

刀库用于存放刀具，它是自动换刀装置中主要部件之一。其容量、布局和具体结构对数控机床的设计有很大影响。根据刀库存放刀具的数目和取刀方式，刀库可设计成多种形式。图5-23所示为常见的几种刀库形式。单盘式刀库图5-23a～d存放的刀具数目—般为15～40把，为适应机床主轴的布局，刀库上刀具轴线可以按不同方向配置，如轴向、径向或斜向。图5-23d是刀具可作90°翻转的圆盘刀库，采用这种结构可以简化取刀动作。单盘式的结构简单，取刀也很方便，因此应用广泛。当刀库存放刀具的数目要求较多时，若仍采用单圆盘刀库，则刀库直径增加太大而使结构庞大。为了既能增大刀库容量而结构又较紧凑，研制了各种形式的刀库。如图5-23e为鼓轮弹仓式(又称刺猬式)刀库，其结构十分紧凑，在相同的空间内，它的刀库容量最大，但选刀和取刀的动作较复杂。5.7刀库及自动换刀装置故障分析与排除2022/12/13305.7.2刀库的故障刀库的主要故障有：刀库不能转动或转动不到位；刀库的刀套不能夹紧，刀具、刀库上不到位等。(1)刀库不能转动或转动不到位，刀库不能转动的可能原因有：①联接电动机轴与蜗杆轴的联轴器松动；②变频器故障，应查变频器的输入输出电压正常与否；③PLC无控制输出，可能是接口板中的继电器失效；④机械连接过紧或黄油粘涩；⑤电网电压过低(不应低于370V)。刀库转动不到位的可能原因有：电机转动故障，传动机构误差。(2)刀套不能夹紧刀具可能原因是刀套上的调整螺母松动，或弹簧太松，造成卡紧力超重，刀具超重。(3)刀套上下不到位可能原因是装置调整不当或加工误差过大而造成拨叉位置不正确；因限位开关安装不准或调整不当而造成反馈信号错误。(4)刀套不能拆卸或停留一段时间才能拆卸应检查操纵刀套90°上下的气缸、气阀是否松动，气压足不足，刀套的转动轴锈蚀等。

2022/12/16315.7.2刀库的故障2022/12/13315.7.3换刀机械手故障（1）刀具夹不紧可能原因有气泵气压不足，增压漏气，刀具卡紧气压漏气，刀具松开弹簧上的螺帽松动。(2)刀具夹紧后松不开可能原因有松锁刀的弹簧压合过紧，应调节松锁刀弹簧上的螺钉，使最大载荷不超过额定数值。(3)刀具从机械手中脱落应检查刀具是否超重，机械手卡紧锁是否损坏或没有弹出来。(4)刀具交换时掉刀换刀时主轴箱没有回到换刀点或换刀点漂移，机械手抓刀时没有到位，就开始拔刀，都会导致换刀时掉刀。(5)机械手换刀速度过快或过慢可能是因气压太高或太低和换刀气阀节流开口太大或太小。2022/12/16325.7.3换刀机械手故障2022/12/13322022/12/16332022/12/1333图5-1CK6136型数控车床1-主轴

2-溜板箱

3-刀架

4-防护罩

5-数控系统

6-机床控制操作面板

7-尾座

8-床身2022/12/1634图5-1CK6136型数控车床2022/12/133434表5-1数控机床机械系统故障的诊断方法2022/12/1635诊断方法分类机械设备故障诊断方法原理及特征信息实用诊断技术听、触、看、问、嗅借用简单工具、仪器，如百分表、水准仪、光学议等检测。通过人的感官，根据形貌、声音、温度、颜色和气味的变化来诊断。但是这需要检测者有丰富的实践经验，目前这种方法被广泛采用与现场诊断。常用诊断技术查阅技术档案资料找规律、查原因、做判断现代诊断技术油液光谱分析通过使用原子吸收光谱仪，对进入润滑油或液压油中磨损的各种金属微粒和外来沙粒，尘埃等残余物进行形状、大小、化学成分和浓度分析，判断磨损状态、激励和严重程度，从而有效掌握零件磨损情况。表5-1数控机床机械系统故障的诊断方法2022/12/13335续表5-1数控机床机械系统故障的诊断方法2022/12/1636诊断方法分类机械设备故障诊断方法原理及特征信息现代诊断技术振动监测通过安装在机床某些特征点上的传感器，利用振动计巡回检测，测量机床上某些特征点的总振级大小，如位移、速度、加速度和幅频特征等，在机床运行过程中获取信号，对信号做各种处理和分析，通过某些特征量的变化来判别有无故障、根据由以往诊断经验形成的一些判据来进一步确定故障的部位，或对故障进行预测和监测。但是要注意首先应进行强度测定，确认有异常时，再作定量分析。噪声谱分析用噪声测量计、声波计对机床齿轮、轴承运行中噪声信号频谱的变化规律进行深入分析，识别和判断齿轮、轴承磨损时的故障状态，可做到非接触式测量，但要减少环境噪声干扰，要注意首先应进行强度测定，确认有异常时，再作定量分析。故障诊断专家系统将诊断所必须的指示、经验和规则等信息编程计算机可以利用的知识库，建立具有一定智能的专家系统。这种系统能对机器状态作常规诊断，解决常见的哥找你个问题，并可自行修正和扩承诺过已有的指示哭，不断提高诊断水平。续表5-1数控机床机械系统故障的诊断方法2022/12/1336续表5-1数控机床机械系统故障的诊断方法2022/12/1637诊断方法分类机械设备故障诊断方法原理及特征信息现代诊断技术温度监测用于机床运行中发热异常的检测，利用各种测温热电偶探头，测量轴承、轴瓦、电动机和齿轮箱等装置的表面温度，具有快速、正确、方便的特点。或采用温度计、热电偶、测量贴片、热敏涂料直接接触轴承、电动机、齿轮箱等装置的表面进行测量。裂纹监测通过磁性探伤性、超声波、电阻法、声发射法等观察零件内部机体的裂纹缺陷。测量不同性质材料的裂纹应采用不同办法。非破坏性监测通过磁性探伤法、超声波法、电阻法、声发射法等观察零件内部集体的裂纹缺陷。测量不同性质材料的裂纹应采用不同的方法。续表5-1数控机床机械系统故障的诊断方法2022/12/1337图5-2主轴端部的结构形式2022/12/1638图5-2主轴端部的结构形式2022/12/133838图5-3主轴常用的滚动轴承2022/12/1639图5-3主轴常用的滚动轴承2022/12/133939图5-4数控机床主轴轴承配置形式

2022/12/1640图5-4数控机床主轴轴承配置形式

2022/12/134040图5-5轴承内圈移动2022/12/1641图5-5轴承内圈移动2022/12/134141图5-6修磨座圈图5-7隔套的应用2022/12/1642图5-6修磨座圈422022/12/1643图5-8主轴前支承的密封结构1-进油口；2-轴承；3-套筒；4、5-法兰盘；6-主轴；7-泄漏孔；8-回油斜孔；9-泄油孔2022/12/1343图5-8主轴前支承的密封结构43图5-9非接触式密封1-端盖2-螺母2022/12/1644图5-9非接触式密封2022/12/134444图5-10接触式密封1-甩油环2-油毡圈3-耐油橡胶密封圈2022/12/1645图5-10接触式密封2022/12/134545表5-2主传动链常见故障诊断及排除方法2022/12/1646序号故障现象故障原因排除方法1加工精度达不到要求机床在运输过程中受到冲击检查对机床精度有影响的各部分，特别是导轨副，并按出厂精度要求重新调整或修复安装不牢固、安装精度低或有变化重新安装调平、紧固2切削振动大主轴箱和床身连接螺钉松动恢复精度后紧固连接螺钉轴承预紧力不够、游隙过大重新调整轴承游隙。但预紧力不宜过大，以免损坏轴承轴承预紧螺母松动，使主轴窜动紧固螺母，确保主轴精度合格轴承拉毛或损坏更换轴承主轴与箱体超差修理主轴或箱体，使其配合精度、位置精度达到要求其他因素检查刀具或切削工艺问题如果是车床，则可能是转塔刀架运动部位松动或压力不够而未卡紧调整修理表5-2主传动链常见故障诊断及排除方法2022/12/13446续表5-2主传动链常见故障诊断及排除方法2022/12/1647序号故障现象故障原因排除方法3主轴箱噪声大主轴部件动平衡不好重做动平衡齿轮啮合间隙不均或严重损伤调整间隙或更换齿轮轴承损坏或传动轴弯曲修复或更换轴承，校直传动轴传动带长度不一或过松调整或更换传动带，不能新旧混用齿轮精度差更换齿轮润滑不良调整润滑油量，保持主轴箱的清洁度4齿轮和轴承损坏变挡压力过大，齿轮受冲击产生破损按液压原理图，调整到适应的压力和流量变挡机构损坏或固定销脱落修复或更换零件轴承预紧力过大或无润滑重新调整预紧力，并使之润滑充足续表5-2主传动链常见故障诊断及排除方法2022/12/1347续表5-2主传动链常见故障诊断及排除方法2022/12/1648序号故障现象故障原因排除方法5主轴无变速电气变挡信号是否输出电气人员检查处理压力是否足够检测并调整工作压力变挡液压缸研损或卡死修去毛刺和研伤，清洗后重装变挡电磁阀卡死检修并清洗电磁阀变挡液压缸拨叉脱落修复或更换变挡液压缸窜油或内泄更换密封圈变挡复合开关失灵更换新开关6主轴不转动主轴转动指令是否输出电气人员检查处理保护开关没有压合或失灵检修压合保护开关或更换卡盘未夹紧工件调整或修理卡盘变挡复合开关损坏更换复合开关变挡电磁阀体内泄漏更换电磁阀7主轴发热主轴轴承预紧力过大调整预紧力轴承研伤或损伤更换轴承润滑油脏或有杂质清洗主轴箱，更换新油续表5-2主传动链常见故障诊断及排除方法2022/12/1348续表5-2主传动链常见故障诊断及排除方法2022/12/1649序号故障现象故障原因排除方法8液压变速时齿轮推不到位主轴箱内拨叉磨损选用球墨铸铁作拨叉材料在每个垂直滑移齿轮下方安装塔簧作为辅助平衡装置，减轻对拨叉的压力活塞的行程与滑移齿轮的定位相协调若拔叉磨损，予以更换9主轴在强力切削时停转电动机与主轴连接的皮带过松移动电动机座，张紧皮带，然后将电动机座重新锁紧皮带表面有油用汽油清洗后擦干净，再装上皮带使用过久而失效更换新皮带摩擦离合器调整过松或磨损调整摩擦离合器，修磨或更换摩擦片续表5-2主传动链常见故障诊断及排除方法2022/12/1349续表5-2主传动链常见故障诊断及排除方法2022/12/1650序号故障现象故障原因排除方法10主轴没有润滑油循环或润滑不足液压泵转向不正确，或间隙太大改变液压泵转向或修理液压泵吸油管没有插入油箱的油面以下将吸油管插入油面以下2/3处油管或滤油器堵塞清除堵塞物润滑油压力不足调整供油压力11润滑油泄漏润滑油量多调整供油量检查各处密封件是否有损坏更换密封件管件损坏更新管件12刀具不能夹紧碟形弹簧位移量小调整碟形弹簧行程长度刀具松夹弹簧上的螺母松动顺时针旋转松夹刀弹簧上的螺母使其最大工作载荷为13kN13刀具夹紧后不能松开松刀弹簧压合过紧顺时针旋转松夹刀弹簧上的螺母使其最大工作载荷不得超过13kN液压缸压力和行程不够调整液压力和活塞行程开关位置续表5-2主传动链常见故障诊断及排除方法2022/12/1350（c）（a）（b）（d）图5-11滚珠丝杆副的安装方式

1一电动机2～弹性联轴器3一轴承4一滚珠丝杆5一滚珠丝杆螺母2022/12/1651（c）（a）（b）（d）图5-11滚珠丝杆副的安装方式

151图5-12垫片结构消隙螺母垫片丝杠FmFm伸张预紧2022/12/1652图5-12垫片结构消隙螺母垫片丝杠FmFm伸张预紧2022521234567图5-13锁紧双螺母消隙式1、7-螺母

2-返向器

3-滚珠

4-丝杠

5-垫圈

6-圆螺母螺母1螺母2螺母座内齿圈图

5-14齿差调隙式2022/12/16531234567图5-13锁紧双螺母消隙式螺母1螺母2螺母532022/12/1654图5-15蜗杆-蜗轮齿条工作原理1-油箱2-滤油器3-液压泵4-电动机5-溢流阀6-粗滤油器2022/12/1354图5-15蜗杆-蜗轮齿条工作原理542022/12/1655图5-16双厚齿轮的传动结构2022/12/1355图5-16双厚齿轮的传动结构552022/12/1656次级初级（b）图5-17旋转电动机展平为直线电动机的过程（a）旋转电动机（b）直线电动机2022/12/1356次级初级（b）562022/12/1657次级初级次级初级（a）（b）图5-18直线电动机的形式（a）短次级（b）短初级2022/12/1357次级初级次级初级（a）57表5-3滚珠丝杠常见故障、故障原因及维修方法

2022/12/1658故障现象故障原因维修方法加工工件表面粗造度值高导轨的润滑油不足，致使溜板爬行加润滑油，排除润滑故障滚珠丝杠有局部拉毛或磨损更换或修理丝杠丝杠轴承损坏，运动不平稳更换损坏轴承伺服电机未调整好，增益过大调整伺服电动机控制系统反向误差大，加工精度不稳定丝杠轴联轴器锥套松动重新紧固，并用百分表反复测试丝杠轴滑板配合压板过紧或过松重新调整或修研，用0.03mm塞尺塞不入为合格丝杠轴滑板配合楔铁过紧或过松重新调整或修研，使接触率达70%以上，用0.03mm塞尺塞不入为合格滚珠丝杠预紧力过紧或过松调整预紧力，检查轴向窜动值，使其误差不大于0.015mm滚珠丝杠螺母副端面与结合面不垂直，结合过松修理、调整或加垫处理丝杠支座轴承预紧力过紧或过松修理调整表5-3滚珠丝杠常见故障、故障原因及维修方法2022/158续表5-3滚珠丝杠常见故障、故障原因及维修方法

2022/12/1659故障现象故障原因维修方法滚珠丝杠制造误差大或轴向窜动用控制系统自动补偿功能消除间隙，用仪器测量并调整丝杠窜动润滑油不足或没有调节至各导轨面均有润滑油其他机械干涉排除干涉部位滚珠丝杠在运转中转矩过大二滑板配合压板过紧或研损重新调整或修研压板，使0.04mm塞尺塞不入为合格滚珠丝杠螺母反向器损坏，滚珠丝杠卡死或轴端螺母预紧力过大修复或更换丝杠，并精心调整丝杠磨损更换伺服电动机与滚珠丝杠连接不同轴调整同轴度并紧固连接座无润滑油调整润滑油路超程开关失灵造成机械故障检查故障并排除伺服电动机过热报警检查故障并排除丝杠螺母润滑不良分油器是否分油检查定量分油器油管是否堵塞清除污物使油管畅通续表5-3滚珠丝杠常见故障、故障原因及维修方法2022/59续表5-3滚珠丝杠常见故障、故障原因及维修方法

2022/12/1660故障现象故障原因维修方法滚珠丝杠副噪声丝杠支承轴承的压盖压合情况不好调整轴承压盖，使其压紧轴承端面丝杠支承轴承可能破裂如轴承破损，更换新轴承电动机与丝杠联轴器松动拧紧联轴器，锁紧螺钉丝杠润滑不良改善润滑条件，使润滑油量充足滚珠丝杠副滚珠有破损更换新滚珠滚珠丝杠运动不灵活轴向预加载荷过大调整轴向间隙和预加载荷丝杠与导轨不平行调整丝杠支座位置，使丝杠与导轨平行螺母轴线与导轨不平行调整螺母座位置丝杠弯曲变形调整丝杠滚珠丝杠润滑状况不良丝杠副润滑不良，噪声较大用润滑脂润滑丝杠，需移动工作台，取下罩套，涂上润滑脂续表5-3滚珠丝杠常见故障、故障原因及维修方法2022/602022/12/1661图5-19开式静压导轨工作原理1-粗过滤器2-液压泵3-溢流阀4-精过滤器5-调速阀6-运动导轨7床身导轨8-油箱图5-20直线滚动导轨2022/12/1361图5-20直线滚动导轨612022/12/1662图5-21滚动直线导轨副的安装固定方式a）用螺钉固定c）定位销固定工作台工作台工作台工作台床体床体床体床体b）用压板和螺钉固定d）用楔块和螺钉固定工作台床体e）导轨平行安装2022/12/1362图5-21滚动直线导轨副的安装固622022/12/1663图5-22滚动导轨的预紧a)滚柱或滚针导轨自由支承b）滚柱或滚针导轨预加载c）交叉式滚柱导轨d）循环式滚动导轨块1.循环式直线导轨块2.淬火钢导轨2022/12/1363图5-22滚动导轨的预紧63表5-5导轨常见故障、故障原因及维修方法2022/12/1664故障现象故障原因维修方法导轨研伤机床经长时间使用，地基与床身水平度有变化，使导轨局部单位面积负荷过大定期进行床身导轨的水平度调整，或修复导轨精度长期加工短工件或承受过分集中的负荷，使导轨局部磨损严重注意合理分布短工件的安装位置，避免负荷过分集中导轨润滑不良调整导轨润滑油量，保证润滑油压力导轨材质不佳采用电镀加热自冷淬火对导轨进行处理，导轨上增加锌铝铜合金板，以改善摩擦情况刮研质量不符合要求提高刮研修复的质量机装维护不良，导轨里落入脏物加强机床保养，保护好导轨防护装置表5-5导轨常见故障、故障原因及维修方法2022/12/164续表5-5导轨常见故障、故障原因及维修方法2022/12/1665故障现象故障原因维修方法导轨上移动部件运动不良或不能移动导轨面研伤用180#砂布修磨机床与导轨面上的研伤导轨压板研伤卸下压板，调整压板与导轨间隙导轨镶条与导轨间隙太小，调得太紧松开镶条防松螺钉，调整镶条螺栓，使运动部件运动灵活，保证0.03mm的塞尺不得塞入，然后锁紧防松螺钉加工面在接刀处不平导轨直线度超差调整或修刮导轨，允差为0.015/500mm工作台镶条松动或镶条弯度太大调整镶条间隙，镶条弯度在自然状态下小于0.05mm/全长机床水平度差，使导轨发生弯曲调整机床安装水平度，保证平行度、垂直度在0.02/1000mm之内续表5-5导轨常见故障、故障原因及维修方法2022/12/65表5-6气动元件的定检2022/12/1666元件名称点检内容气缸活塞杆与端面之间是否漏气；活塞杆是否划伤、变形；管接头、配管是否划伤、损坏；气缸动作时有无异常声音；缓冲效果是否合乎要求电磁阀电磁阀外壳温度是否过高；电磁阀动作时，工作是否正常；气缸行程到末端时，通过检查阀的排气口是否有漏气来确诊电磁阀是否漏气；紧固螺栓及管接头是否松动；电压是否正常，电线有否损伤；通过检查排气口是否被油润湿，或排气是否会在白纸上留下油雾斑点来判断润滑是否正常油雾器油杯内油量是否足够，润滑油是否变色、混浊，油杯底部是否沉积有灰尘和水；滴油量是否合适调压阀压力表读数是否在规定范围内；调压阀盖或锁紧螺母是否锁紧；有无漏气过滤器储水杯中是否积存冷凝水；滤芯是否应该清洗或更换；冷凝水排放阀动作是否可靠安全阀压力继电器在调定压力下动作是否可靠；校检合格后，是否有铅封或锁紧；电线是否损伤，绝缘是否可靠表5-6气动元件的定检2022/12/1366元件名称点检662022/12/16图5-23盘形刀库2022/12/16672022/12/13图5-23盘形刀库2022/12/1367第5章数控机床机械结构的故障诊断与维护2022/12/1668第5章数控机床机械结构的故障诊断与维护2022/12/135.1数控机床机械结构概述5.2数控机床机械故障诊断方法5.3主传动系统与主轴部件的诊断与维5.4进给传动机构故障的诊断与维修5.5导轨副故障的诊断与维修5.6液压、气动系统故障诊断与维修5.7刀库及自动换刀装置故障分析与排除第5章数控机床机械结构的故障诊断与维护2022/12/16695.1数控机床机械结构概述第5章数控机床机械结构的故障诊滚动导轨的安装、预紧：直线滚动导轨副（如图所示）是数控机床上常用的机构，安装固定方式主要有螺钉固定、压板固定、定位销固定和斜楔块固定。在实际使用中，通常是两根导轨成队使用，其中一条为基准导轨，通过对基准导轨的正确安装，以保证运动部件相对于支承元件的正确导向。

引例滚动导轨的安装、预紧：引例70安装前必须检查导轨是否有合格证，有否碰伤或锈蚀，用防锈油清洗干净，清除装配表面的毛刺、撞击突起物及污物等；检查装配联接部位的螺栓孔是否吻合，如果发生错位而强行旋入螺栓，将会降低运行精度。导轨安装步骤如下：1)将导轨基准面紧靠机床装配表面的侧基面，对准螺孔，将导轨轻轻地用螺栓予以固定。2)上紧导轨侧面的顶紧装置，使导轨基准侧面紧靠贴床身的侧面。3)，用力矩扳手按参考值拧紧导轨的安装螺钉；从中间开始按交叉顺序向两端拧紧。安装前必须检查导轨是否有合格证，有否碰伤或锈蚀，用防锈油清洗71由于进给伺服驱动、主轴驱动和CNC技术的发展，以及为适应高生产效率的需要，数控机床的机械结构已从初期对普通机床局部结构的改进，逐步发展为数控机床的独特机械结构。图5-1所示为CK6136型数控车床。5.1数控机床机械结构概述

2022/12/16725.1.1数控机床机械结构的主要组成由于进给伺服驱动、主轴驱动和CNC技术的72数控机床的机械结构，除机床基础部件外，还有下列几部分：1）主传动系统。2）进给传动系统。3）实现工件回转、定位的装置和附件。4）实现某些部件动作和辅助功能的系统和装置，如液压、气动、润滑、冷却等系统和排屑、防护等装置。5）刀架或自动换刀装置（ATC）。6）自动拖盘交换装置（APC）。7）特殊功能装置，如刀具破损监控、精度检测和监控装置。8）为完全自动化控制功能的各种反馈信号及元器件

2022/12/1673数控机床的机械结构，除机床基础部件外，还有下列几部分：2025.1.2数控机床机械结构的主要特点

由于数控加工是一种程序控制过程，使其相应形成了以下几个特点：（1）自动化程度高，可以减轻工人的劳动强度。（2）加工精度高、加工质量稳定可靠、重复性好。（3）加工生产率高。（4）对零件加工的适应性强、灵活性好、能加工形状复杂的零件。（5）有利于生产管理的现代化。2022/12/16745.1.2数控机床机械结构的主要特点2022/12/13774数控机床是机、电、液、气、计算机自动控制等为一体的自动化机床，经各部分的执行功能最后共同完成机械执行机构的移动、转动、夹紧、松开、变速和换刀等各种动作，实现切削加工任务。在机床工作时，它们的各项功能相互结合，发生故障时也混在一起，故障现象与故障原因并非简单的一一对应关系，而往往可能出现一种故障现象是由几种不同原因引起的，或一种原因引起几种故障，即大部分故障是以综合故障形式出现的，这就给故障诊断及其排除带来了很大困难。5.2数控机床机械故障诊断方法2022/12/16755.2.1机械故障及其分类数控机床是机、电、液、气、计算机自动控75一般来说，机床的机械故障类型可分为以下几种。（1）功能性故障主要指工件加工精度方面的故障，表现在加工精度不稳定、加工误差大、运动方向误差大、工件表面粗糙。（2）动作型故障主要指机床各执行部件动作故障，如主轴不转动、液压变速不灵活、工件或刀具夹不紧或松不开、刀架或刀库转位定位不太准等。（3）结构型故障主要指主轴发热、主轴箱噪声大、切削时产生振动等。（4）使用型故障主要指因使用和操作不当引起的故障，如由过载引起的机件损坏、撞车等。2022/12/1676一般来说，机床的机械故障类型可分为以下几种。2022/12/765.2.2数控机床机械故障诊断方法数控机床机械系统故障的诊断方法可以分为实用诊断技术、常用诊断技术、现代诊断技术三种。数控机床机械系统故障的诊断方法见表5-1。

2022/12/16775.2.2数控机床机械故障诊断方法2022/12/1310数控机床是机、电、液、气、计算机自动控制等为一体的自动化机床，经各部分的执行功能最后共同完成机械执行机构的移动、转动、夹紧、松开、变速和换刀等各种动作，实现切削加工任务。在机床工作时，它们的各项功能相互结合，发生故障时也混在一起，故障现象与故障原因并非简单的一一对应关系，而往往可能出现一种故障现象是由几种不同原因引起的，或一种原因引起几种故障，即大部分故障是以综合故障形式出现的，这就给故障诊断及其排除带来了很大困难。5.3主传动系统与主轴部件的诊断与维修

2022/12/16785.3.1主轴部件数控机床是机、电、液、气、计算机自动控781．主轴端部的结构形状主轴端部用于安装刀具或夹持工件的夹具，在设计要求上，应能保证定位准确、安装可靠、连接牢固、装卸方便，并能传递足够的转矩。主轴端部的结构形状都已标准化，如图5-2所示为普通机床和数控机床所通用的几种结构形式。2022/12/16791．主轴端部的结构形状2022/12/1312792.主轴部件的支承机床主轴带着刀具或夹具在支承中作回转运动，应能传递切削转矩承受切削抗力，并保证必要的旋转精度。机床主轴多采用滚动轴承作为支承，对于精度要求高的主轴则采用动压或静压滑动轴承作为支承。下面着重介绍主轴部件所用的滚动轴承。

1）．主轴部件常用滚动轴承的类型如图5-3所示

2）．滚动轴承的精度主轴部件所用滚动轴承的精度有高级6、精密级5、特精级4和超精级2。前支承的精度一般比后支承的精度高一级，也可以用相同的精度等级。普通精度的机床通常前支承取4、5级，后支承用5、6级。

3）．主轴滚动轴承的配置如图5-4所示2022/12/16802.主轴部件的支承2022/12/1313804）．主轴滚动轴承的预紧常用的方法有以下几种：(1)轴承内圈移动

如图5-5所示(2)修磨座圈或隔套

如图5-6、5-7所示3.主轴的材料和热处理主轴材料可根据强度、刚度、耐磨性、载荷特点和热处理变形大小等因素来选择。主轴刚度与材质的弹性模量E有关。无论是普通钢还是合金钢其E值基本相同。因此，对于一般要求的机床其主轴可用价格便宜的中碳钢、45钢，进行调质处理后硬度为22～28HRC。4.主轴的润滑与冷却主轴轴承润滑和冷却是保证主轴正常工作的必要手段。2022/12/16814）．主轴滚动轴承的预紧2022/12/1314811．主轴部件的维护数控机床主轴部件是影响机床加工精度的主要部件，它的回转精度影响工件的加工精度；它的功率大小和回转速度影响加工效率；它的自动变速、准停和换刀等影响机床的自动化程度。因此，要求主轴部件具有与本机床工作性能相适应的高回转精度、刚度、抗振性、耐磨性和低的温升。在结构上，必须很好地解决刀具和工件的装夹、轴承的配置、轴承间隙调整和润滑密封等问题。（1）．防泄漏：图5-8所示为卧式加工中心主轴前支承的密封结构。

2022/12/16825.3.2主传动系统的特点、一般调试方法1．主轴部件的维护2022/12/13155.3.2主传动系82主轴的密封有接触式和非接触式密封。图5-9是几种非接触密封的形式。接触式密封主要有油毡圈和耐油橡胶密封圈密封，如图5-10所示。

（2）．刀具夹紧

在自动换刀机床的刀具自动夹紧装置中，刀具自动夹紧装置的刀杆常用7:24的大锥度锥柄，既利于定心，也为松刀带来方便。2.主传动链的维护3．主传动链故障及诊断方法主传动链常见故障及排除方法如表5-2所列。

2022/12/1683主轴的密封有接触式和非接触式密封。图5-9是几种835.4进给传动机构故障的诊断与维修5.4.1滚珠丝杠螺母副目前广泛应用的进给运动的传动方式主要有两种：一种是回转伺服电机通过滚珠丝杠螺母副的间接传动的进给运动方式;另一种是采用直线电机直接驱动的进给运动方式。后者多用于高速加工中。常用的循环方式有外循环与内循环两种：1、外循环2、内循环滚珠丝杠副与滑动丝杠螺母副比较有很多优点：传动效率高、灵敏度高、传动平稳；磨损小、寿命长；可消除轴向间隙，提高轴向刚度等。2022/12/16845.4进给传动机构故障的诊断与维修5.4.1滚珠丝杠螺母副

1.滚珠丝杠副的安装

常见安装方式有以下四种情况(如图5-11的（a）、（b）、

（c）、（d）所示)。

(1)固定—自由适用于低转速，中精度，短轴向丝杠；

(2)支承—支承适用于中等转速，中精度；

(3)固定—支承适用于中等转速、高精度；

(4)固定—固定适用于高转速、高精度。

2.滚珠丝杠副的预紧

滚珠丝杠副预紧的目的是为了消除丝杠与螺母之间的间隙和施加预紧力，以保证滚珠丝杠反向传动精度和轴向刚度。

在数控机床进给系统中使用的滚珠丝杠螺母副的预紧方法有修配垫片厚度、双螺母消隙、齿差式调整方法等。广泛采用的是双螺母结构消隙。

1、修配垫片消隙式如图5-12所示

2、双螺母消隙式如图5-13所示

3、齿差消隙式如图5-14所示

2022/12/1685

1.滚珠丝杠副的安装

常见安装方式有以下四种情况(如3.滚珠丝杠副的润滑及防护装置滚珠丝杠副在工作状态下，必须润滑，以保证其充分发挥机能。润滑方式主要有以下两种：润滑脂、润滑油。润滑脂的给脂量一般是螺母内部空间容积的1/3，某些生产厂家在装配时螺母内部已加注润滑脂。而润滑油的给油量随行程、润滑油的种类、使用条件等的不同而不同。

滚珠丝杠副与滚动轴承一样，如果污物及异物进入就很快使它磨损，因此考虑油污物异物（切削）进入时，必须采用防尘装置，将丝杠轴完全保护起来。防尘装置可采用可随移动部件移动而收展的钢制盖板或柔性卷帘。2022/12/16863.滚珠丝杠副的润滑及防护装置2022/12/13195.4.2静压蜗杆—蜗轮条传动传动原理静压蜗杆—蜗轮齿条是一种精密传动副，用于将回转运动转变为直线位移。如图5-15所示，蜗杆可看作长度很短的丝杠，其长径比很小。蜗轮齿条则可以看作一个很长的螺母沿轴向剖开后的一部分。与滚珠丝杠不同，蜗轮齿条能无限接长，因此，运动部件的行程可以很长。2022/12/16875.4.2静压蜗杆—蜗轮条传动2022/12/13205.4.3预加载荷双齿轮齿条工作行程很大的大型数控机床通常采用齿轮齿条来实现进给运动。进给力不大时，可以采用类似于圆柱齿轮传动中的双薄片齿轮结构，通过错齿的方法来消除间隙；当进给力较大时，通常采用双厚齿轮的传动结构。图5-16是双厚齿轮的传动结构图。2022/12/16885.4.3预加载荷双齿轮齿条2022/12/1321885.4.4直线电动机传动直线电动机的工作原理与旋转电动机没有本质区别，可将其视为旋转电动机沿圆周方向拉伸展平的产物，如图5-17所示，对应于旋转电动机的定子部分，称为直线电动机的初级；对应于旋转电动机的转子部分，称为直线电动机的次级。在结构上，可以有如图5-18所示的短次级和短初级两种形式。为了减小发热量和降低成本，高速机床用直线电动机一般采用图5-18b所示的短初级和动次级结构。2022/12/16895.4.4直线电动机传动2022/12/1322895.4.5滚珠丝杠常见的的故障、故障原因及维修方法

表5-3为滚珠丝杠螺母副常见的故障、故障原因及维修方法一览表。

2022/12/16905.4.5滚珠丝杠常见的的故障、故障原因及维修方法2022/905.5导轨副故障的诊断与维修2022/12/16915.5.1导轨滑块副导轨副按接触面的摩擦性质可以分为滑动导轨、静压导轨和滚动导轨。1.滑动导轨2.静压导轨如图5-19所示3.滚动导轨如图5-20所示4.滚动导轨的结构，结构如图5-21所示5.滚动导轨的安装、预紧如图5-22所示5.5导轨副故障的诊断与维修2022/12/13245.5915.5.2导轨常见的的故障、故障原因及维修方法

表5-5为导轨副在使用中常见故障、故障原因及维修方法一览表。

2022/12/16925.5.2导轨常见的的故障、故障原因及维修方法2022/12925.6液压、气动系统故障诊断与维修2022/12/16935.6.1数控机床液压回路常见故障及维修液压传动系统在数控机床中占有很重要的位置，加工中心的刀具自动交换系统(ATC)，托盘自动交换系统，主轴箱的平衡，主轴箱齿轮的变档以及回转工作台的夹紧等—般都采用液压系统来实现。机床液压设备是由机械、液压、电气及仪表等组成的统一体，分析系统的故障之前必须弄清楚整个液压系统的传动原理、结构特点，然后根据故障现象进行分析、判断，确定区域、部位、以至于某个元件。液压系统的工作总是由压力、流量、液流方向来实现的，可按照这些特征找出故障的原因并及时给予排除。造成故障的主要原因一般不外有三种情况：一是设计不完善或不合理；二是操作安装有误，使零件、部件运转不正常；三是使用、维护、保养不当。前一种故障必须充分分析研究后进行改装、完善，后两种故障可以用修理及调整的方法解决。5.6液压、气动系统故障诊断与维修2022/12/1326931．液压泵故障液压泵主要有齿轮泵、叶片泵等，下面以齿轮泵为例介绍故障及其诊断。齿轮泵最常见的故障是泵体与齿轮的磨损、泵体的裂纹和机械损伤。出现以上情况一般必须大修或更换零件。2．整体多路阀常见故障的可能原因及排除方法(1)工作压力不足(2)工作油量不足(3)复位失灵复位弹簧损坏与变形，更换新产品。(4)外泄漏2022/12/16941．液压泵故障2022/12/13273．电磁换向阀常见故障的可能原因和排除方法(1)滑阀动作不灵活(2)电磁线圈烧损4．液压缸故障及排除方法(1)外部漏油(2)活塞杆爬行和蠕动2022/12/16953．电磁换向阀常见故障的可能原因和排除方法2022/12/1952022/12/16965.6.2数控机床气压回路常见故障及维修

1．气动系统维护的要点(1)保证供给洁净的压缩空气(2)保证空气中含有适量的润滑油(3)保持气动系统的密封性(4)保证气动元件中运动零件的灵敏性(5)保证气动装置具有合适的工作压力和运动速度2．气动系统的点检与定检(1)管路系统点检(2)气动元件的定检：表5-6气动元件的定检2022/12/13295.6.2数控机床气压回路常见故障及965.7刀库及自动换刀装置故障分析与排除2022/12/16975.7.1刀库的形式

刀库用于存放刀具，它是自动换刀装置中主要部件之一。其容量、布局和具体结构对数控机床的设计有很大影响。根据刀库存放刀具的数目和取刀方式，刀库可设计成多种形式。图5-23所示为常见的几种刀库形式。单盘式刀库图5-23a～d存放的刀具数目—般为15～40把，为适应机床主轴的布局，刀库上刀具轴线可以按不同方向配置，如轴向、径向或斜向。图5-23d是刀具可作90°翻转的圆盘刀库，采用这种结构可以简化取刀动作。单盘式的结构简单，取刀也很方便，因此应用广泛。当刀库存放刀具的数目要求较多时，若仍采用单圆盘刀库，则刀库直径增加太大而使结构庞大。为了既能增大刀库容量而结构又较紧凑，研制了各种形式的刀库。如图5-23e为鼓轮弹仓式(又称刺猬式)刀库，其结构十分紧凑，在相同的空间内，它的刀库容量最大，但选刀和取刀的动作较复杂。5.7刀库及自动换刀装置故障分析与排除2022/12/13975.7.2刀库的故障刀库的主要故障有：刀库不能转动或转动不到位；刀库的刀套不能夹紧，刀具、刀库上不到位等。(1)刀库不能转动或转动不到位，刀库不能转动的可能原因有：①联接电动机轴与蜗杆轴的联轴器松动；②变频器故障，应查变频器的输入输出电压正常与否；③PLC无控制输出，可能是接口板中的继电器失效；④机械连接过紧或黄油粘涩；⑤电网电压过低(不应低于370V)。刀库转动不到位的可能原因有：电机转动故障，传动机构误差。(2)刀套不能夹紧刀具可能原因是刀套上的调整螺母松动，或弹簧太松，造成卡紧力超重，刀具超重。(3)刀套上下不到位可能原因是装置调整不当或加工误差过大而造成拨叉位置不正确；因限位开关安装不准或调整不当而造成反馈信号错误。(4)刀套不能拆卸或停留一段时间才能拆卸应检查操纵刀套90°上下的气缸、气阀是否松动，气压足不足，刀套的转动轴锈蚀等。

2022/12/16985.7.2刀库的故障2022/12/13315.7.3换刀机械手故障（1）刀具夹不紧可能原因有气泵气压不足，增压漏气，刀具卡紧气压漏气，刀具松开弹簧上的螺帽松动。(2)刀具夹紧后松不开可能原因有松锁刀的弹簧压合过紧，应调节松锁刀弹簧上的螺钉，使最大载荷不超过额定数值。(3)刀具从机械手中脱落应检查刀具是否超重，机械手卡紧锁是否损坏或没有弹出来。(4)刀具交换时掉刀换刀时主轴箱没有回到换刀点或换刀点漂移，机械手抓刀时没有到位，就开始拔刀，都会导致换刀时掉刀。(5)机械手换刀速度过快或过慢可能是因气压太高或太低和换刀气阀节流开口太大或太小。2022/12/16995.7.3换刀机械手故障2022/12/13322022/12/161002022/12/1333图5-1CK6136型数控车床1-主轴

2-溜板箱

3-刀架

4-防护罩

5-数控系统

6-机床控制操作面板

7-尾座

8-床身2022/12/16101图5-1CK6136型数控车床2022/12/1334101表5-1数控机床机械系统故障的诊断方法2022/12/16102诊断方法分类机械设备故障诊断方法原理及特征信息实用诊断技术听、触、看、问、嗅借用简单工具、仪器，如百分表、水准仪、光学议等检测。通过人的感官，根据形貌、声音、温度、颜色和气味的变化来诊断。但是这需要检测者有丰富的实践经验，目前这种方法被广泛采用与现场诊断。常用诊断技术查阅技术档案资料找规律、查原因、做判断现代诊断技术油液光谱分析通过使用原子吸收光谱仪，对进入润滑油或液压油中磨损的各种金属微粒和外来沙粒，尘埃等残余物进行形状、大小、化学成分和浓度分析，判断磨损状态、激励和严重程度，从而有效掌握零件磨损情况。表5-1数控机床机械系统故障的诊断方法2022/12/133102续表5-1数控机床机械系统故障的诊断方法2022/12/16103诊断方法分类机械设备故障诊断方法原理及特征信息现代诊断技术振动监测通过安装在机床某些特征点上的传感器，利用振动计巡回检测，测量机床上某些特征点的总振级大小，如位移、速度、加速度和幅频特征等，在机床运行过程中获取信号，对信号做各种处理和分析，通过某些特征量的变化来判别有无故障、根据由以往诊断经验形成的一些判据来进一步确定故障的部位，或对故障进行预测和监测。但是要注意首先应进行强度测定，确认有异常时，再作定量分析。噪声谱分析用噪声测量计、声波计对机床齿轮、轴承运行中噪声信号频谱的变化规律进行深入分析，识别和判断齿轮、轴承磨损时的故障状态，可做到非接触式测量，但要减少环境噪声干扰，要注意首先应进行强度测定，确认有异常时，再作定量分析。故障诊断专家系统将诊断所必须的指示、经验和规则等信息编程计算机可以利用的知识库，建立具有一定智能的专家系统。这种系统能对机器状态作常规诊断，解决常见的哥找你个问题，并可自行修正和扩承诺过已有的指示哭，不断提高诊断水平。续表5-1数控机床机械系统故障的诊断方法2022/12/13103续表5-1数控机床机械系统故障的诊断方法2022/12/16104诊断方法分类机械设备故障诊断方法原理及特征信息现代诊断技术温度监测用于机床运行中发热异常的检测，利用各种测温热电偶探头，测量轴承、轴瓦、电动机和齿轮箱等装置的表面温度，具有快速、正确、方便的特点。或采用温度计、热电偶、测量贴片、热敏涂料直接接触轴承、电动机、齿轮箱等装置的表面进行测量。裂纹监测通过磁性探伤性、超声波、电阻法、声发射法等观察零件内部机体的裂纹缺陷。测量不同性质材料的裂纹应采用不同办法。非破坏性监测通过磁性探伤法、超声波法、电阻法、声发射法等观察零件内部集体的裂纹缺陷。测量不同性质材料的裂纹应采用不同的方法。续表5-1数控机床机械系统故障的诊断方法2022/12/13104图5-2主轴端部的结构形式2022/12/16105图5-2主轴端部的结构形式2022/12/1338105图5-3主轴常用的滚动轴承2022/12/16106图5-3主轴常用的滚动轴承2022/12/1339106图5-4数控机床主轴轴承配置形式

2022/12/16107图5-4数控机床主轴轴承配置形式

2022/12/1340107图5-5轴承内圈移动2022/12/16108图5-5轴承内圈移动2022/12/1341108图5-6修磨座圈图5-7隔套的应用2022/12/16109图5-6修磨座圈1092022/12/16110图5-8主轴前支承的密封结构1-进油口；2-轴承；3-套筒；4、5-法兰盘；6-主轴；7-泄漏孔；8-回油斜孔；9-泄油孔2022/12/1343图5-8主轴前支承的密封结构110图5-9非接触式密封1-端盖2-螺母2022/12/16111图5-9非接触式密封2022/12/1344111图5-10接触式密封1-甩油环2-油毡圈3-耐油橡胶密封圈2022/12/16112图5-10接触式密封2022/12/1345112表5-2主传动链常见故障诊断及排除方法2022/12/16113序号故障现象故障原因排除方法1加工精度达不到要求机床在运输过程中受到冲击检查对机床精度有影响的各部分，特别是导轨副，并按出厂精度要求重新调整或修复安装不牢固、安装精度低或有变化重新安装调平、紧固2切削振动大主轴箱和床身连接螺钉松动恢复精度后紧固连接螺钉轴承预紧力不够、游隙过大重新调整轴承游隙。但预紧力不宜过大，以免损坏轴承轴承预紧螺母松动，使主轴窜动紧固螺母，确保主轴精度合格轴承拉毛或损坏更换轴承主轴与箱体超差修理主轴或箱体，使其配合精度、位置精度达到要求其他因素检查刀具或切削工艺问题如果是车床，则可能是转塔刀架运动部位松动或压力不够而未卡紧调整修理表5-2主传动链常见故障诊断及排除方法2022/12/134113续表5-2主传动链常见故障诊断及排除方法2022/12/16114序号故障现象故障原因排除方法3主轴箱噪声大主轴部件动平衡不好重做动平衡齿轮啮合间隙不均或严重损伤调整间隙或更换齿轮轴承损坏或传动轴弯曲修复或更换轴承，校直传动轴传动带长度不一或过松调整或更换传动带，不能新旧混用齿轮精度差更换齿轮润滑不良调整润滑油量，保持主轴箱的清洁度4齿轮和轴承损坏变挡压力过大，齿轮受冲击产生破损按液压原理图，调整到适应的压力和流量变挡机构损坏或固定销脱落修复或更换零件轴承预紧力过大或无润滑重新调整预紧力，并使之润滑充足续表5-2主传动链常见故障诊断及排除方法2022/12/13114续表5-2主传动链常见故障诊断及排除方法2022/12/16115序号故障现象故障原因排除方法5主轴无变速电气变挡信号是否输出电气人员检查处理压力是否足够检测并调整工作压力变挡液压缸研损或卡死修去毛刺和研伤，清洗后重装变挡电磁阀卡死检修并清洗电磁阀变挡液压缸拨叉脱落修复或更换变挡液压缸窜油或内泄更换密封圈变挡复合开关失灵更换新开关6主轴不转动主轴转动指令是否输出电气人员检查处理保护开关没有压合或失灵检修压合保护开关或更换卡盘未夹紧工件调整或修理卡盘变挡复合开关损坏更换复合开关变挡电磁阀体内泄漏更换电磁阀7主轴发热主轴轴承预紧力过大调整预紧力轴承研伤或损伤更换轴承润滑油脏或有杂质清洗主轴箱，更换新油续表5-2主传动链常见故障诊断及排除方法2022/12/13115续表5-2主传动链常见故障诊断及排除方法2022/12/16116序号故障现象故障原因排除方法8液压变速时齿轮推不到位主轴箱内拨叉磨损选用球墨铸铁作拨叉材料在每个垂直滑移齿轮下方安装塔簧作