3 5m数控铣床故障处理及改造（附数控铣床机械故障原因分析和处理）.docx

3.5m数控铳床C轴进给运动时工件抖动，分度精度超差，检查发现C轴传动链中间连接部分传动失效，同时蜗轮蜗杆对中性出现偏差，经过维修及改造，恢复了机床功能及精度。1 .序言本公司购入3.5m数控重型卧式铳床后，用于大型薄壁筒类零件的加工。机床主轴箱具有主传动及C轴进给功能，共有车削和铳削两个刀架；采用西门子840D系统，全闭环控制，可实现铳削刀架X、Y、Z三个方向的移动及主轴C轴分度运动的4轴联动。在近期使用过程中，机床主轴C轴分度运动时工件出现明显抖动，且分度运动精度严重超差，已无法满足生产要求。2 .原因分析与排查机床主轴C轴分度运动与主传动的切换通过电磁滑阀一油缸实现，主传动变速油缸采用差动油缸形式，拨叉设有3个位置：一挡、空挡、二挡，空挡时用于C轴分度运动。C轴传动链为伺服电动机一1：10减速器蜗杆蜗轮梳齿盘（油缸控制）一斜齿圆柱齿轮一主轴。双电动机分别驱动两条传动链，通过双侧齿轮消除反向间隙。蜗轮空套在传动轴上，左侧梳齿盘与蜗轮通过螺纹联接，右侧梳齿盘与主轴通过花键周向传动，油缸控制右侧梳齿盘轴向的移动。梳齿盘啮合时，C轴传动；梳齿盘脱开时，C轴进给停止。经过对传动链的详细检查，圆柱齿轮及梳齿盘啮合可靠无间隙，无磨损情况;蜗轮蜗杆传动平稳未出现异常，但蜗轮齿面单侧磨损严重，肉眼可见啮合痕迹偏离中线；减速器输出轴与蜗杆轴之间采用胀环联接，蜗杆轴一端为空心轴，胀环套在空心轴外，通过胀环施加的力使空心轴内壁与减速器轴紧密联接，进行拆解后发现结合面严重磨损。综上所述，存在的问题有：蜗杆轴上端空心轴内壁与减速器轴表面均明显磨损，二者配合尺寸偏差过大，导致C轴传动控制失效。蜗轮蜗杆对中性出现明显偏差，蜗轮齿面单侧磨损严重，严重影响蜗轮蜗杆寿命。3 .故障处理及改进措施3.1 蜗杆轴与减速器轴胀环联接部分磨损失效为消除蜗杆轴内壁与减速器轴的间隙，需先将磨损的蜗杆轴内壁与减速器轴的外表面加工平整，之后在二者之间加薄壁轴套达到过渡配合。减速器轴与空心轴配合的基本尺寸为。75mm,磨损最严重处尺寸分别为。74.4mm、75.5mmo考虑加工成本、加工条件及工艺性，薄壁轴套初加工厚度取3mm最合适，为保证加工后的强度，空心轴加工量应尽量小，薄壁轴套内孔加工至73+0.030mm,减速机轴加工至73+0.03/Omm,两者过渡配合，空心轴内孔加工至75.5+0.030mmo如图1所示。图1减速机输出轴及蜗杆轴示意由于该减速机为进口高精度减速机，对装配条件、装配方法要求很苛刻，本厂无法满足装配要求，不能将其拆卸开加工输出轴，就要考虑怎样将减速机轴周向锁定进行加工。该减速器输入轴与电动机轴的联接采用螺纹紧固的形式，用内六角圆柱头螺钉，紧固缩小空心轴两部分的间隙，夹紧电动机轴进行传动。可以利用此结构对减速机轴进行锁紧，将螺钉拧至如图2所示位置即可锁死减速机轴转动。在数控卧式车床上用单动卡盘夹紧减速机壳体，完成减速机轴的加工。图2减速机输入轴示意薄壁轴套内孔加工完成后，由于薄壁结构刚度及强度较小，再单独加工其外圆会导致已加工的内孔变形，故选择在200C环境加热25min,与减速机轴装配之后冷却至常温，最后车削加工轴套外圆至75.5+0.030mm与空心轴内孔过渡O考虑到磨损原因为该部分胀环联接满足不了在机床较高负荷工作条件下传递足够扭矩，导致结合面相对滑动，长时间使用后磨损加剧，使传动失效，特增加销联接结构，在减速机轴和空心轴上加工出销孔，根据轴径尺寸，选择4)20mm圆柱销，保证足够的联接强度。3.2 蜗轮蜗杆对中性出现明显偏差蜗轮与主轴部分的联接如图3所示，由于床头箱箱体及蜗轮蜗杆各部分加工过程中有一定超差，累积误差导致蜗轮蜗杆没有对正。在图示方向上蜗轮相对于正确啮合位置向右偏移，根据对蜗轮表面磨损情况的检查，偏移量在Imm左右。要恢复正确位置，需要将其轴向定位向左移动，梳齿盘的轴向运动由右侧油缸控制，在两梳齿盘咬合后液压系统会进行保压，确保二者啮合紧密可靠，蜗轮向左移动的量不会影响梳齿盘的传动可靠性。图3C轴进给部分蜗轮轴向定位示意如果用加装轴向隔套等零件来调节，无法保证零件轴向尺寸恰好弥补偏移量，将需要多次修配调整才能保证蜗轮的正确位置。蜗轮部分与角接触球轴承外环的配合公差为H7间隙配合，适宜采用轴向可调整的补偿方法。根据现有结构特点，考虑到加工成本、加工时间和加工工艺性，最终选择在蜗轮上打螺纹孔，通过螺钉来调节蜗轮轴向位置。根据现有结构尺寸，左侧推力轴承外径为240mm,右侧角接触球轴承外径为()260mm,为保证轴向定位稳定可靠，螺钉端面要与角接触球轴承有足够接触面积，螺钉直径应稍大一些，螺纹孔所在分度圆直径应尽量小，但是螺钉头不能与左侧推力轴承产生干涉，综合考虑之后，决定在。260mm分度圆上加工3个M12沉头螺纹孔，用内六角圆柱头螺钉使蜗轮向左移动补偿偏差。4 .维修及改进效果经过抽修与改造，蜗杆轴与减速器轴胀环联接处表面质量得到修复，薄壁套筒满足其过渡配合，保证了传动平稳性和可靠性，增加的销联接结构进一步增加联接强度，满足高负荷工作时传递足够扭矩。装配时蜗轮轴向定位通过螺钉可以方便地调整，使蜗轮蜗杆恢复正确啮合位置，保证了蜗轮蜗杆的使用寿命。5 .结束语经过试运行和试件加工试验，C轴进给没有再出现工件抖动等异常情况，传动稳定可靠，C轴分度精度达标，试件加工精度满足要求。本次维修及改造及时有效地解决了设备的问题，取得了良好的效果，也为处理类似的设备问题提供了方法和经验。数控铳床机械故障原因分析和处理为了能够确保数控铳床的良好运行，预防故障问题带来不利影响，在实际工作中应该重点分析机械故障问题的发生原因，采用针对性的措施应对故障问题，确保数控铳床机械的高质量、合理性的应用，达到预期的故障处理目的。数控铳床又被称作是CNC铳床，主要就是利用电子计数字化信号控制的铳床，具有自动化加工的特点，和一般铳床相比，数控铳床的加工工艺处于相似的状态，结构也非常相似，但是，数控铳床可以利用数控技术进行控制，主要分成不带刀库和带刀库两种，其中带刀库被称作加工中心。近年来，在我国社会快速发展、科学技术进步的环境背景下，机械产品开始向着精密性、复杂化的方向发展，需要进行频繁的改型，尤其是宇航领域、造船领域、军事领域中所需要使用的机械零件，对精确度的要求很高，形状非常复杂,加工期间普通的机床已经无法满足自动化加工需求，只有积极采用数控铳床开展加工工作，才能保证适应性、精确度与质量稳定性，通过电子计算机技术、自动化控制技术、伺服驱动技术、精密测量技术等，形成良好的数控铳床的发展促进作用，增强技术的应用效果，改善相关的数控铳床的应用现状与技术应用形式。但是，当前在数控铳床运行期间，受到诸多因素的影响经常会出现故障问题，不能确保整体设备的高效化与稳定性运行。为了确保数控铳床的高效化和稳定性运行，在实际工作中，应该全面分析和研究数控铳床机械故障问题的原因，便于开展处理工作，保证数控铳床的合理应用。具体原因和处理措施为：(1)主轴箱内拔叉磨损故障原因与处理。主轴箱内拔叉磨损故障问题，会导致液压变速的过程中，齿轮不能运行到位，很容易使得齿轮出现错位的现象。出现此类故障问题的原因，就是主轴箱之内的传动轴属于垂直安装状态，变速所采用的滑移齿轮部分则是垂直上下滑移，液压油缸在活塞杆上拔叉处理的过程中，能够形成齿轮滑移的推动作用，滑移的齿轮部分还有拔叉部分相对应旋转，齿轮的重力向着拔叉压过，导致拔叉容易出现磨损的现象，经常诱发机械故障问题。在全面分析和研究机械故障问题发生原因后，应该采用相应的解决对策：要求机械运行之前，选择应用球墨铸铁材料制作拔叉部分，每个垂直滑移的齿轮下部分都需要设置塔式的弹簧，将其当作是辅助的平衡装置，降低对拔叉所产生的压力。具体的维修工作中还需注意，活塞行程应该和滑移齿轮的定位之间处于协调状态，齿轮花键轴向上部分滑移的时候，需要设置相应的定位槽，在齿轮定位的环节中，推动拔叉的活塞也需要在限位点的部分，以免出现磨损的现象。如果拔叉部分已经出现了磨损的现象，就要按照质量标准更换备件，不能继续使用，以免诱发磨损不均、传动不正常的现象。(2)伺服电机发热故障原因与应对。在垂直电机驱动升降台实现向上部分与向下部分移动的过程中，通常情况下，升降台的零部件重量较高，所设置的平均机构存在运行难度，如果运转的时间很长，就可能会出现电机发热问题和噪声问题，并且电机热量还会传递到其他的签部件中，出现不良的影响。电机发热故障的原因，主要就是没有合理安装电刷，出现运行不良的现象，或者是滑环的接触不合理，在此情况下，就要针对电刷的安装情况全面检查，然后，重新进行安装处理，保证安装的准确性。也可能是因为升降台垂直导轨的镶条紧实度过高，出现附加荷载的现象，使得电机设备发热，此情况下就应该检查镶条的部分，了解实际情况，做好维修和管理工作，确保电机设备的高效化和稳定性运行。(3)机床热变形故障原因与应对。数控铳床实际应用期间，经常会出现机床热变形的故障问题,严重影响数控铳床的运行稳定性。出现此类故障问题的原因，就是安装主轴的轴承孔、主轴各个轴颈的同轴度不符合标准，轴承的精确度等级难以满足要求，安装质量较低，润滑效果不良等等，会使得主轴部件出现温度上升的现象，严重影响部件的应用质量。这就需要在具体的维修工作中，将轴承从原本的圆锥棍子类型改变成为向心推力球类型，从原本的稀油润滑改变成为锂基润滑脂，这样可以改善主轴温度上升的状况，预防出现机床热变形的故障问题。与此同时，出现机床热变形现象的原因还可能涉及伺服电机的温度过高，在热量传递的情况下出现机床热变形的问题，此时，就应该使用大容量的电机设备，预防出现电机升温的现象。为了有效规避和预防机床热变形的故障问题，还需要积极利用数控铳床的模拟功能，在编程阶段、机床处理的阶段，都需要结合热变形问题的发生原因和特点，积极采用模拟功能分析是否存在故障隐患问题，采用针对性的措施解决问题,从根本上规避和预防机床的热变形现象，提升数控铳床的运行效果和稳定性。还需注意的是，应该全面掌控数控铳床的特征，在应用期间，按照实际特征改善工件的工艺条件，和数控铳床的加工之间相互适应，然后创建机床热变形的维修档案，准确并且详细记录其中的故障信息与维修信息，在以后的工作中，可以有效规避和预防故障隐患问题，延长数控铳床机械设备的使用寿命，提升整体系统的运行稳定性和质量，保证工作的良好、高效化开展。(4)升降台切断电源下滑故障原因与应对。通常情况下，在数控铳床切断电源后，如果对其进行重新接通处理，加工零件的精确度很容易发生变化，如同一批零部件当天没有完成加工任务，第二天继续开展加工工作，也不能保证尺寸精确度的一致性。发生此类故障的原因，就是垂向移动升降台零部件有着一定的重量，夹具和工件会压向垂直传动的滚球丝杠部分，电机设备产生相应的力矩，导致丝杠的逆转受到一定影响，使得升降台不会继续下滑。但是，在机床电源被切断以后，如若未能合理使用其他的方式与措施，很容易在升降台自重的影响下出现下滑到底的现象。通常情况下，在对垂向传动伺服电机进行设计期间，会使用制动器部件，在机床出现断电现象的时候，制动器会起到一定的作用，使得电机轴停止，不会出现升降台下滑的现象，但是，受到制动器滞后性因素的影响，也可能会出现升降台下滑的问题，导致之后加工期间零部件的尺寸不精确。在解决此类故障问题的过程中，应该合理使用防止下滑问题的单向自锁器材料，比离合器的应用效果好很多，可以设置在驱动垂直丝杠的水平轴上面。在数控铳床切断电源后，升降台如果有下滑的现象，自锁器就能够立刻起到阻止的作用，可以加快阻止的速度，有效规避和预防下滑的现象。(5)系统自身故障故障与解决。数控铳床操作系统内如果存在的程序文件很多，系统就会做出提示，需要删除无用的程序文件，在此期间，如果错误地将最近的程序文件删除，很容易导致系统不能正常启动出现故障问题。在此情况下，就应该使用电脑拷贝文件，恢复系统中的程序文件，有效规避系统无法正常运行的问题。自动化系统在刀补的环节中，无法正常处理缩短型转接，此时，程序就会出现故障问题，出现此类问题的原因，多数都是在数控铳床执行N008程序段的时候，终止运行显示报警信号，并且有死机的现象，出现此类问题就需要全面检查程序的状态，明确是否有错误的程序，了解出现错误程序问题的原因，有针对性开展处理工作，保证数控铳床的高效化、稳定性运行，不会诱发严重的故障问题与安全问题。除此之外，在系统运行期间，还可能会出现刀具半径不畅功能从直线转变成为圆弧缩短型转接的问题，为了能够有效解决此类故障，应该完善加工操作的顺序和程序，在缩短型转移期间，先利用直线加工形式后采用圆弧加工形式转变成先使用圆弧加工模式后应用直线加工模式，与此同时，还应该设置过渡圆弧的部分，在转接的位置设置过渡圆弧，保证过渡圆弧与直线、圆弧之间能够相互适应,预防出现缩短型转接的问题。综上所述，在数控铳床实际运行和应用的过程中，受到诸多因素的影响经常会出现故障问题，不能确保数控铳床的运行稳定性和安全性，严重影响整体加工工作的高效化开展。这就需要在数控铳床运行期间，全面分析和研究出现故障问题的原因，结合故障的原因开展维修处理工作，降低故障问题的发生率，增强数控铳床的运行水平，满足当前的时代发展真实需求。二手数控铳床常见故障以及解决方法二手数控铳床是生产制造中常用的一种机床。常见的铳床机型有：立式铳床X5032>X5036>X5040;铳床X6132>X6140、X6232;炮塔铳床X6336>X6332;床身式铳床X7I50、X7150Ao在使用过程中，难免会发生一些故障问题。那么，我们该如何解决呢?本文就为大家详细介绍一下。一、数控铳床主轴不能正常工作。故障原因：主传动变速齿轮换档未到位;切削过载;电机故障;主轴机械部分损坏。解决方法：检查主传动变速箱，按切削规范正确使用机床。二、开机没有电。故障原因：输入电源不正确或者接线不正确或接线端子松动。解决方法：按照要求输入正确电源，正确接线，压紧接线端子。三、主轴精度超标。故障原因：轴承损坏或调整不当，主轴内孔磨损，主轴温升过高，引起热变形，锁紧螺母松动。解决方法：更换主轴，调整轴承，锁紧螺母。四、主轴温升超标。故障原因：轴承损伤;锁紧螺母过紧。解决方法：更换轴承;调整锁紧螺母。五、主轴轴端漏油。故障原因：主轴端部的密封间隙过大。解决方法：调整密封间隙。六、变速箱无变速冲动。故障原因：主轴电机的冲动线路接触点失灵。解决方法：检查电气线路，调整冲动小轴的尾端调整螺钉，达到冲动接触的要求。七、进给箱噪音太大。故障原因：传动齿轮发生错位或松动。解决方法：检查各传动齿轮是否松动、打牙。八、进给箱无给进运动。故障原因：进给电动机没有接通或损坏，进给电磁离合器不能吸合。解决方法：检查电气线路及电器元件的故障并排除。九、运动部件窜动，原因：丝杠螺母联接松动;丝杠轴承座松动;丝杠螺母之间的间隙过大。处理方法：拧紧松动螺钉;紧固轴承座;调整丝杠与螺母之间的问隙。十、运动部件爬行。故障原因：导轨润滑不充分，导轨无润滑。解决方法：检查管路是否堵塞或分配器损坏，润滑装置是否正常，按机床说明书定期给各润滑点加油。冷却泵故障。故障原因：长时间工作，电压过高，冷却泵阻塞，电机过热，冷却泵损坏，热继电器烧坏。解决方法：合上热继电器，清洗冷却泵，合上热继电器，更换冷却泵电机，换热继电器，重新接线，加冷却液。数控系统的型号颇多，所产生的故障原因往往比较复杂，下面介绍故障处理的几种思路。1、数控铳床确认故障现象，调查故障现场，充分掌握故障信息。当数控铳床发生故障时，维护维修人员对故障的确认是很有必要的，特别是在操作使用人员不熟悉机床的情况下尤为重要。此时，不应该也不能让非专业人士随意开动机床，特别是出现故障后的机床，以免故障进一步扩大。在数控系统出现故障后，维护维修人员也不要急于动手，盲目处理。首先要查看故障记录，向操作人员询问故障出现的全过程；其次，在确认通电对数控系统无危险的情况下再通电观察。要特别注意主要故障信息，包括数控系统有何异常，CRT显示的报警内容是什么等，具体如下：1）在故障发生时，报警号和报警提示是什么？有哪些指示灯和发光管报警？2）如无报警，数控系统处于何种工作状态？数控系统的工作方式和诊断结果如何？3）故障发生在哪个程序段？执行何种指令？故障发生前进行了何种操作？4）故障发生时，进给在何种速度下进行？机床主轴处于什么位置？与指令值的误差量有多大？5）以前是否发生过类似故障？现场有无异常现象？故障能否重复发生？6）观察数控系统的外观、内部各部分是否有异常之处。2、数控铳床根据所掌握故障信息明确故障的复杂程度，并列出故障部位的全部疑点。在充分调查和掌握现场第一手材料的基础上，把故障问题正确地罗列出来。俗话说，能够把问题说清楚，就已经解决了问题的一半。3、数控铳床分析故障原因，制定排除故障的方案。在分析故障时，维修人员不应仅局限于CNC部分，而要对机床强电、机械、液压、气动等方面都做详细的检查，并进行综合判断，制定出故障排除的方案，达到快速确诊和商效排除故障的目的。分析故障原因时应注意以下两个方面：1）思路一定要开阔，无论是数控系统、强电部分，还是机械、液压、气压传动等，要将有可能引起故障的原因以及每一种解决的方法全部列出来，进行综合判断和筛选。2）在对故障进行深入分析的基础上，预测故障原因并拟定检查的内容、步骤和方法，制定故障排除方案。4、数控铳床检测故障，逐级定位故障部位。根据预测的故障原因和预先确定的排除方案，用试验的方法进行验证，逐级来定位故障部位，最终找出发生故障的正确位置。为了准确、快速地定位故障，应遵循“先方案后操作”等原则。5、数控铳床故障的排除。根据故障部位及发生故障的准确原因，应采用合理的故障排除方法，高效高质量地修复数控铳床，尽快让数控铳床投人生产。6、数控铳床解决故障后资料的整理。故障排除后，应迅速恢复机床现场，并做好相关资料的整理工作，以便提高业务水平，方便机床的后续维护和维修。