《金属切削与机床》课件第15章

第15章机床的安装、验收与维护15.1机床的安装

15.2机床的试车与验收

15.3机床的维护、

保养与维修

15.1机床的安装15.1.1机床的基础

机床基础一般可分为混凝土地坪式和单独块状式两大类。混凝土地坪式基础由于施工和安装比较简单，所以成本较低。图15－1是一种单独块状式基础，由防振层1、基础块2、

木板3构成，

整个基础坐落在填土层(地基)5上。

4为混凝土地坪。

图

15-1单独块状式基础

机床基础应具有一定的重量，以吸收机床的振动，保证加工质量。根据实践经验，基础重量与机床及工件重量的关系如下：

W基=k（W床+W件）（15-1）式中:W基——基础重量（t）；

W床——机床重量（t）；

W件——机床上加工的最重工件重量（t）；

k——系数，一般机床k=1.1～1.3；重心较高的机床k=1.5～1.7。如果机床的刚度较差（当L/H＞8～10时），需要与基础共同作用保证机床的刚度时，应适当增加基础的厚度。基础平面尺寸应大于机床安装面的轮廓尺寸，既可增加机床的刚度，又便于调整机床。如车床基础平面尺寸应比其底座每边大100～300mm；磨床应比其底座每边大100～700mm。重心较高的机床，如立式机床，在一般机床基础平面尺寸的基础上每边加宽200～500mm。机床基础内一般不配置钢筋，但当基础长度大于6m或者基础受力不均、基础上面支承点较少和填土层不良时，可在基础内应设置8mm～14mm、间距150～250mm的钢筋网。如果基础的长度超过11m，应根据机床说明书或国家有关标准配置相应的钢筋。表15-1金属切削机床混凝土基础厚度

机床基础的结构形式一般是根据机床的重量、外廓尺寸、工作特性、加工精度以及地基的周围环境等来选择的。通常，中、小型普通机床采用混凝土地坪式基础；大型机床采用加厚的混凝土地坪式基础或单独块状式基础；精密机床采用单独块状式混凝土基础。

对于振动和冲击较大的机床，要采用隔振措施，以减小对周围设备的影响；对于环境要求高的精密机床，要避免周围振源的影响，也必须采取隔振措施。

最简单的隔振方法是让振动源与设备相距至少5m以上，可使振动的能量随距离的增加而衰减。还可以在基础的周围设置与基础深度相等的防振沟，使振动波无法通过而起到隔振作用。如图16-1中1即为防振沟，防振沟一般填充炉渣之类的松软材料，宽度为100～150mm。沟内不填充松散材料，同样可以起到阻断振动波的作用。对于高精度机床，不仅要在基础周围设置防振沟，

还要在基础底部采取隔振措施。

15.1.2机床的安装

1．机床安装方式机床安装的方式通常有两种。一种是直接把机床安装在混凝土地基上，用垫铁调整机床的安装精度。这种方法简单方便，适用于中、小型机床及加工过程较平稳、刚度较好、振动小的机床。但是，在受到不稳定因素的影响或冲击时，其安装精度容易被破坏。另一种是用地脚螺栓将机床固定在单独块状基础上，其安装较为牢靠。但是，当调整方法不恰当时，会使机床产生变形，反而会降低安装精度。所以，后面一种安装方法更适用于大型及重型机床。

2.机床固定方式通常,主要使用地脚螺栓、活动垫铁等物件将机床固定在基础上。用地脚螺栓固定比较牢靠。地脚螺栓通常分为死地脚螺栓、活地脚螺栓和膨胀螺栓三类。图15-2所示为死地脚螺栓种类,其下端的钩状或叉形是用来防止旋转并增加抗拔力的。通常采用一次浇灌或二次浇灌的方法,将死地脚螺栓固定在机床基础上,如图153所示。一次浇灌法是按照机床地脚螺栓孔的位置将地脚螺栓同基础一起浇灌而成,如图15-3(a)所示。采用这种方法的地脚螺栓与基础连接牢固,但地脚螺栓发生偏移时不易校正。二次浇灌法是在浇灌基础时留出地脚螺栓孔,待机床在基础上初步找平后,再浇灌地脚螺栓,如图15-3(b)、(c)所示。图15-2常用死地脚螺栓的种类图15-3常用地脚螺栓的固定方法(a)一次浇灌;(b)、(c)二次浇灌图15-4所示为活地脚螺栓,其特点是不与机床的基础浇灌成一体,常用于改变工艺布局后,机床移动需要拆除地脚螺栓的场合。对于工艺变动较大,需经常搬动机床的场合,还可以采用膨胀螺栓固定,如图15-5所示。图15-4活地脚螺栓图15-5膨胀螺栓

3．机床调整垫铁机床安装时所用的调整垫铁有很多种，图15-6是常用调整垫铁，图15－7是减振垫铁。现以减振垫铁为例，说明调整垫铁的选用及使用特点。

如图15－7所示，减振垫铁主要由螺栓1、支承盘2和橡胶体3等组成。使用减振垫铁时不需要埋设地脚螺栓，根据生产工艺变化，可随意改变机床的安装位置，调整方便，迅速，且有隔振、减振，降低噪音的作用。在选用时，单个垫铁的承载力＞机床总重量/垫铁个数。图15-7(a)为S78－8系列减振垫铁，其技术参数及选用如表15-2所示。图15-7(b)为S78－9系列减振垫铁，

这种系列多用于轻型加工设备的安装。

图15-6常用调整垫铁图15-7常用减振垫铁

表15-2S78-8系列机床减振垫铁技术参数

4．机床安装的步骤通常机床安装的步骤如下：

(1)确定安装调试方案。这项工作对于大型机床、重型机床、加工中心、有特殊要求的精密机床等尤其重要。

(2)开箱检验后，将机床吊装就位在调整垫铁上。对于大、中型或较为复杂的设备（如加工中心等），一般是解体后分别装箱运输，所以在安装就位前，应先清洗导轨、滑动面和接触面的防锈涂料，

然后将机床各部分组装就位。

(3)调整垫铁，初步找平，按要求对地脚螺栓孔进行二次浇灌。若机床就位于混凝土地坪基础上，须用垫铁调整好机床水平。

(4)对于大型机床按技术规范进行组装。

(5)精确调整机床水平，紧固地脚螺栓的螺母。

(6)调整机床安装精度，接通电缆、油管、气管等，进行试运转。

(7)清场与验收。

图15-8所示为用二次浇灌法安装机床。首先,应按要求的位置将调整垫铁放好。垫铁的位置和数量应与机床地脚螺栓孔一致。然后,将机床4吊放在调整垫铁7上,地脚螺栓插入地脚螺栓孔中,拧上螺母5,初步调整机床水平之后进行二次浇灌。待混凝土凝固后,按说明书的技术要求,用水平仪调整机床水平。必须注意,检验机床水平时,要拧紧螺母5。最后在机床底座下浇灌一层稀薄混凝土3,但对于大型机床则不需要在机床与基础之间浇灌混凝土。图15-9所示为普通车床安装示意图。图15-10所示为卧式铣床安装示意图。图

15-8利用二次浇灌法安装机床

图15-9普通车床安装示意图图15-10卧式铣床安装示意图15.2机床的试车与验收

15.2.1机床的空运转试验机床的空运转试验是指在不加工作载荷的运转试验，用以检查机床各系统是否正常。空运转试验的主要内容如下：

(1)主运动机构应从最低速度到最高速度依次运转，每级速度的运转时间不得少于2min，最高速度的运转时间不得少于60min。主轴轴承温度稳定后，检查其温度和温升应符合表15-3中的规定。

表

15-3主轴轴承的温度和温升

(2)机床的进给运动机构也应作低、中、高进给速度的空运转试验，以及快速移动的空运转试验。

(3)在主运动和进给运动的各级转速下，检查机床的启动、停止、换向、制动等动作的灵活性和可靠性,变速动作的可靠性和准确性,重复定位、分度、转位的准确性,自动循环动作的可靠性,快速移动机构、夹紧装置、读数指示装置和其它附属装置的可靠性,有刻度手轮的反向空行程量，以及手轮、手柄操作力的均匀性等。手轮、手柄操作力的大小按表15－4中的规定检验。

表15-4手轮、

手柄操作力

(4)检验机床电气、液压、气动、润滑、冷却系统和光学、自动测量装置等的工作情况。

(5)检验安全防护装置和保险装置的可靠性。

(6)抽查机床的噪声、振动和各级转速时的空运转功率。

(7)对于自动、半自动和数控机床，应进行连续空运转试验，整个运转过程中不应发生故障。连续运转时间应符合表15-5中的规定。

表15-5连续运转时间

15.2.2机床的负荷试验机床的负荷试验是在加载的条件下检验各机构的强度、工作的可靠性与平稳性。负荷试验的主要试验内容如下：

(1)机床主传动系统最大扭矩的试验。

(2)机床主传动系统短时间超过最大扭矩25%的试验。

(3)机床最大切削主分力的试验和短时间超过最大切削主分力25%的试验。

(4)机床主传动系统达到最大功率的试验。

表15-6普通车床全负荷强度试验

15.2.3机床的精度检验

1．机床精度的概念机床精度是指在一定条件下测出的某些检验项目的实际值与理论值的差值。差值越小，则精度愈高。机床精度可分为静态精度和动态精度。

1)静态精度静态精度是指机床在未受外载荷以及不运动或运动速度很低的条件下检验原始精度。它主要取决于机床零部件的加工与装配精度。静态精度包括几何精度、传动精度及定位精度。

(1)几何精度：是指机床不运动或运动速度很低时测得的基础零件工作面几何形状、运动部件的运动轨迹以及零部件运动轨迹之间的相对位置精度。例如，导轨的直线性、主轴的旋转精度、车床刀架移动方向与主轴轴线的平行度等。

(2)传动精度:是指机床内联系传动链两端件之间相对运动关系的精度。它们之间相对运动的误差称为传动误差。例如，加工螺纹传动链两端件的相对运动关系为工件转一转，刀架移动一个工件导程。实际由于齿轮、丝杠、轴承等都存在误差，使得刀架实际移动的距离与理想距离存在误差，这一误差包括每一导程的误差、一定长度上的累积误差和瞬时传动比误差。

(3)定位精度:是指机床移动部件的实际位置相对理想位置所达到的精度。实际位置与理想位置之间的误差称为定位误差。当机床的移动部件从某一位置到另一给定位置作多次重复定位时，各次定位达到实际位置之间的误差，称为该移动部件和重复定位精度。对于通过机床的定位装置或自动控制系统获得加工尺寸的机床，如自动机床、坐标镗床、加工中心等，其定位精度要求很高。

2)动态精度动态精度是指机床在工作条件下检验的精度。它除了受静态精度影响外，主要取决于受载条件下的刚度、抗振性和热稳定性等。通常讲的机床精度是指机床的静态精度。机床的精度等级可分为普通精度级、精密级和高精度级。在高精度级中又分为Ⅰ、Ⅱ级。

2．机床精度的检验

1）机床几何精度检验为控制机床制造质量，国家对各类通用机床都规定有精度标准。精度标准的内容包括检验项目、检验方法和允许的误差范围。表15-7列出了卧式车床的精度标准及其检验方法。

2）机床工作精度检验机床工作精度检验应在规定的试件材料、尺寸、装夹方法及刀具材料、切削规范等条件下，对试件进行精加工，然后按精度标准规定的项目检验。表15-7后三项就是卧式车床工作精度的检验项目及检验方法。

3）机床传动精度检验用经纬仪检测机床的传动精度是一种比较简单的静态测量法。图15-11是检验滚齿机传动精度的原理图。滚刀主轴端部安装一标准分度盘2，立柱上安装一读数显微镜1，以确定滚刀主轴的回转角度。工作台回转中心安装一经纬仪3，机床外部安装一平行光管4，用来测量工作台的回转角度。检验时，将机床调整到能够加工最大齿数Z，并使平行光管的光轴与经纬仪上望远镜的光轴重合。当滚刀主轴转一转时，工作台连同经纬仪在理论上应转过360°/Z，这时转动经纬仪使其望远镜的光轴与平行光管重合，根据经纬仪上的刻度即可读出实际回转的角度。实际回转角度与理论回转角度的差值就是工作台回转角的传动误差。按这一方法依次测量滚刀主轴每一转时的工作台回转角误差，

直至工作台转一转。

图

15-11用经纬仪测量滚齿机传动精度的示意图

图

15-12卧式车床的精度标准及其检验方法

4）机床定位精度检验图15-12是检验坐标镗床工作台纵向移动定位精度的示意图。在机床的工作台中间，沿纵向移动方向放置一个标准刻线尺3（刻线尺的刻线精度应带误差检定表，检定精度在0.0005mm以内），其高度应在工作台面到垂直主轴端面最大距离的1/3～1/2处。读数显微镜4固定在主轴套筒上，通过其能清晰地观察到刻线尺上的刻线。移动工作台，在规定长度（一般规定每移动10mm读数一次）上检验。在读数时，工作台应夹紧。误差是任意两次定位读数的实际差值的最大代数差。例如，表15-8是测定某坐标镗床纵向定位精度的误差值，测定时规定工作台每移动10mm读数一次。

表15-8坐标镗床纵向定位精度误差值

图15-13所示为检验外圆磨床重复定位精度原理示意图。将测微仪固定在机床台面上,砂轮架处于进给位置,使测量仪测头顶在砂轮架靠近砂轮处的轴线上,砂轮快速进给,连续10次,误差以测微仪读数的最大差值计量。图

15-13外圆磨床砂轮架快速进给重复定位精度检验的示意图

15.3机床的维护、保养与维修

15.3.1机床的维护机床工作完毕后，应清除导轨上的切屑、切削液，在导轨上涂润滑油。对运转过程中出现的任何异常现象要及时请修理人员检查、诊断或维修。保持良好的润滑状态也是机床维护的工作之一。在开机前要检查主轴箱和其它重要润滑部位油量是否足够，使主轴、丝杠、导轨等运动部件始终保持良好的润滑状态。对于自动润滑系统，应定期检查、清洗。机床的主轴箱、进给箱和工作台等，应每半个月添加一次润滑油，每2～6个月换油一次。对于分散润滑点，应在机床开机前进行定期的手动润滑。

1.日常维护日常维护包括每班维护和周末维护,由操作者负责。2.定期维护定期维护是指在维修工的配合下,按计划维护。一般每季一次,干磨多尘的机床每月一次。定期维护的主要内容包括有:15.3.2机床的保养

1．例行保养例行保养由机床操作人员每天独立进行，除上面所讲的机床维护内容外，还要在开车前进行相应检查。如机床传动系统有无异常噪声，数