数控机床的机械装调与维修学习教案.pptx

会计学1数控机床的机械数控机床的机械(jxi)装调与维修装调与维修第一页，共114页。本章本章(bn zhn)主要主要内容内容数控机床机械(jxi)结构概述主传动系统的装调与维修(wixi)进给传动系统的装调与维修数控机床机械结构故障诊断第1页/共114页第二页，共114页。本章(bn zhn)学习目标目标(mbio)1目标(mbio)2目标3目标4掌握数车、数铣及加工中心机械结构的基本组成及特点掌握数控机床主传动和进给传动的机械结构的拆装工艺熟悉主传动的变速方式熟悉进给丝杠螺母副的工作原理和特点掌握数控机床主要机械部件的故障诊断和维护第2页/共114页第三页，共114页。第一节第一节 数控机床数控机床(sh kn j chun)机械结构概述机械结构概述一、数控机床的机械(jxi)结构组成1.数控车床结构(jigu)组成2.数控铣床/加工中心的组成第3页/共114页第四页，共114页。知识回顾输入装置输出装置计算机数控装置PLC主轴(zhzhu)控制单元主轴(zhzhu)机床(jchung)伺服电机位移、速度控制单元工作台位置检测反馈装置数控机床的组成数控机床的组成第4页/共114页第五页，共114页。知识回顾数控机床(sh kn j chun)机械结构o是数控机床的机械(jxi)结构实体，是用于完成各种切削加工的机械(jxi)部分。o机床是被控制的对象，其运动的位移和速度以及各种开关量都是被控制的第5页/共114页第六页，共114页。知识回顾主传动系统一二三进给传动系统基础(jch)支承件机械(jxi)结构第6页/共114页第七页，共114页。数控车床结构数控车床结构(jigu)组成组成数控车床(chchung)与普通车床(chchung)相比较，其结构上仍然是由床身、主轴箱、刀架、进给传动系统、液压、冷却、润滑系统等部分组成。数控车床(chchung)是采用伺服电动机经滚珠丝杠，传到滑板和刀架，实现纵向(Z向)和横向(X向)进给运动。数控车床(chchung)进给传动系统的结构大为简化。第7页/共114页第八页，共114页。无防护装置无自动排屑功能转速相对较低，有级变速主、进给传动系统共用一台电机劳动强度高、操作者技术要求高、效率低、质量(zhling)靠个人技术 普通(ptng)机床 从普车到数车采用全封闭防护装置采用自动排屑装置主轴转速高，能实现无极(w j)变速主、进给传动系统采用各自独立的伺服电机劳动强度相对低、质量稳定 数控机床数控车床结构组数控车床结构组成成第8页/共114页第九页，共114页。数控车床结构数控车床结构(jigu)组成组成第9页/共114页第十页，共114页。数控车床结构数控车床结构(jigu)组成组成底底底底 座：整台机床座：整台机床座：整台机床座：整台机床(jchung)(jchung)的的的的主体，支撑着机台的所有重主体，支撑着机台的所有重主体，支撑着机台的所有重主体，支撑着机台的所有重量量量量主轴主轴(zhzhu)头：用来安放主头：用来安放主轴轴(zhzhu)第10页/共114页第十一页，共114页。数控车床结构数控车床结构(jigu)组成组成鞍座(n zu)滑板底座(dzu)鞍鞍鞍鞍 座：座：座：座：下面连下面连下面连下面连接接接接着底座，着底座，着底座，着底座，上面连上面连上面连上面连接接接接滑板，滑板，滑板，滑板，用用用用于实现于实现于实现于实现X X轴移动轴移动轴移动轴移动等等等等功能功能功能功能第11页/共114页第十二页，共114页。数控车床结构数控车床结构(jigu)组成组成刀塔：用来刀塔：用来刀塔：用来刀塔：用来(yn li)(yn li)安装安装安装安装刀具刀具刀具刀具动力(dngl)刀塔动力刀塔第12页/共114页第十三页，共114页。数控车床结构数控车床结构(jigu)组成组成主轴部分：夹持工件(gngjin)旋转第13页/共114页第十四页，共114页。数控铣床数控铣床/加工加工(ji gng)中心中心的组成的组成温故知新相同点不同点加工中心是在数控机床的基础上发展起来的，都是通过程序控制(chngxkngzh)多轴联动走刀进行加工的数控机床加工中加工中心具有心具有刀库和刀库和自动自动(zdng)换刀功换刀功能能第14页/共114页第十五页，共114页。数控铣床数控铣床/加工中加工中心心(zhngxn)的的组成组成数控铣削不仅可以加工各种平面、沟槽、螺旋(luxun)槽、成型表面和孔，而且还能加工各种平面和空间等复杂型面。铣槽铣槽铣平面铣平面(p(pngmngminin)铣台阶铣台阶第15页/共114页第十六页，共114页。数控铣床数控铣床/加工中加工中心心(zhngxn)的的组成组成第16页/共114页第十七页，共114页。一、主轴(zhzhu)变速方式二、电主轴结构(jigu)三、主轴部件(bjin)的支承四、数控车床主轴部件的调整无级和分段变速方式主要部件轴承的类型及预紧方式部件结构、拆卸与调整第二节第二节第二节第二节 主传动系统的装调与维修主传动系统的装调与维修主传动系统的装调与维修主传动系统的装调与维修主传动系统的装调与维修第17页/共114页第十八页，共114页。一、主轴变速一、主轴变速(bin s)方式方式现代数控机床的主运动广泛采用无级变速传动，用交流调速电机或直流调速电机驱动，它们能方便地实现无级变速，且传动链短，传动件少，提高了变速的可靠性，其制造精度则要求很高。根据数控机床对主轴转速、变速范围和输出功率的要求不同，其主轴的变速方式主要有以下(yxi)几种形式：第18页/共114页第十九页，共114页。由调速电机直接驱由调速电机直接驱动动(q dn)的主的主传动传动实现方式：由主轴电机直接驱动优点：这种方式大大简化主轴结构，有效地提高主轴刚度。缺点：主轴输出扭矩小，电机的发热(f r)对主轴精度影响大。适用场合：高速机床，可满足中、高档数控机床对速度的控制要求第19页/共114页第二十页，共114页。内装电动机主轴内装电动机主轴(zhzhu)（电主（电主轴轴(zhzhu)）内装式主轴电机又称电主轴内装式主轴电机又称电主轴实现方式：主轴电动机与机床主轴合而为一，传动链为零，又称实现方式：主轴电动机与机床主轴合而为一，传动链为零，又称“零传动零传动”。应用：超高速数控机床。（美国、德国、日本、瑞士、意大利等工业发达国家，都在高速数控应用：超高速数控机床。（美国、德国、日本、瑞士、意大利等工业发达国家，都在高速数控机床上广泛机床上广泛(gungfn)(gungfn)采用了电主轴结构）采用了电主轴结构）第20页/共114页第二十一页，共114页。内装电动机主轴内装电动机主轴(zhzhu)（电主（电主轴轴(zhzhu)）电主轴有什么(shn me)优点呢第21页/共114页第二十二页，共114页。分段分段(fn dun)无无级变速级变速在大、中型数控机床上，为了使主轴在低速时获得大转矩和扩大恒功率调速范围，通常在使用无级变速传动的基础上，在增加两级或三级辅助机械变速机构作为补充。通过分段变速方式(fngsh)，确保低速时的大扭矩，扩大恒功率调速范围，满足机床重切削时对扭矩的要求。第22页/共114页第二十三页，共114页。带有变速齿轮的主带有变速齿轮的主传动传动(chundng)主轴主轴(zhzhu)电机经过二级齿轮变速，电机经过二级齿轮变速，使主轴使主轴(zhzhu)获得低速和高速两种获得低速和高速两种转速系列，这种分段无级变速，确保转速系列，这种分段无级变速，确保低速时的大扭矩，满足机床对扭矩特低速时的大扭矩，满足机床对扭矩特性的要求。性的要求。滑移齿轮常用液压拨叉和电磁离合器滑移齿轮常用液压拨叉和电磁离合器来改变其位置。来改变其位置。第23页/共114页第二十四页，共114页。带有变速齿轮的主带有变速齿轮的主传动传动(chundng)为什么不采用主电机与主轴直联的变速(bin s)方式，全部由主电机实现无级变速(bin s)？思考思考(sko)(sko)原因原因主轴电机的特性当主轴转速小于额定转速时，主当主轴转速小于额定转速时，主轴工作在恒扭矩区轴工作在恒扭矩区当主轴转速大于额定转速当主轴转速大于额定转速时，主轴工作在恒功率区时，主轴工作在恒功率区第24页/共114页第二十五页，共114页。带有变速齿轮的主带有变速齿轮的主传动传动(chundng)若主轴与主轴电机之间采用若主轴与主轴电机之间采用1:1的直联方式，虽然主轴电机的速度的直联方式，虽然主轴电机的速度(sd)可以在零速度可以在零速度(sd)到标定的最大转速之间连续变化，但在额定功率之下到标定的最大转速之间连续变化，但在额定功率之下的调速范围只能由额定转速到最大转速的调速范围只能由额定转速到最大转速第25页/共114页第二十六页，共114页。带有变速齿轮的主带有变速齿轮的主传动传动(chundng)怎么(zn me)解决呢？主轴电机与驱动装置的体积(tj)、重量、成本大大增加大功率电机分段无级变速可展宽恒功率范围，经济，但需要自动换挡机构解决方法增加减速机构可满足低速大扭矩的要求，但降低了恒功率调速范围第26页/共114页第二十七页，共114页。带有变速齿轮的主带有变速齿轮的主传动传动(chundng)第27页/共114页第二十八页，共114页。带有变速齿轮的主带有变速齿轮的主传动传动(chundng)举一反三-参考(cnko)汽车变速箱第28页/共114页第二十九页，共114页。通过通过(tnggu)带带传动的主传动传动的主传动这种传动主要用在转速较高、变速(bin s)范围不大的小型数控机床上。电机本身的调整就能够满足要求，不用齿轮变速(bin s)，可以避免由齿轮传动所引起的振动和噪声。它适用于高速低转矩特性的主轴，常用的有多楔带和同步齿形带。第29页/共114页第三十页，共114页。通过通过(tnggu)带带传动的主传动传动的主传动主轴电动机主轴(zhzhu)脉冲编码器同步(tngb)齿形带主轴第30页/共114页第三十一页，共114页。二、电主轴结构二、电主轴结构(jigu)电主轴采用变频电机与机床的主轴合二为一的结构形式,即变频电机的空心转子与机床主轴零件过盈配合套装（热装）在一起，带冷却套的定子装配（热装）在主轴单元的壳体内直接与机床连接，成为(chngwi)集成式电机主轴电机的转子就是机床的主轴,机床主轴单元的壳体就是电机座。第31页/共114页第三十二页，共114页。电主轴结构电主轴结构(jigu)转轴(zhunzhu)支撑(zh chng)系统电机定子电机转子轴壳循环冷却系统润滑系统控制系统第32页/共114页第三十三页，共114页。电主轴结构电主轴结构(jigu)轴壳壳体主要由外壳(wi k)、前后大盖以及后轴承座等固定不动的零件组成，通常将轴承座孔直接设计在轴壳上。电主轴为加装电动机定子，必须开放一端。第33页/共114页第三十四页，共114页。电主轴结构电主轴结构(jigu)转轴(zhunzhu)转轴是高速电主轴的主要回转体，且承受切削力，又属深孔轴，对于内外圆同轴度以及(yj)前锥孔相对支承面的径向跳动和端面跳动，均有极精密要求。第34页/共114页第三十五页，共114页。电主轴结构电主轴结构(jigu)轴承(zhuchng)高速电主轴的核心支撑部件是高速精密轴承。电主轴的轴承必须具有高速性能好、动负荷承载能力高、润滑性能好、发热量小等优点(yudin)。近年来，相继开发研制了陶瓷轴承、磁浮轴承、液体动静压轴承、气体静压轴承。第35页/共114页第三十六页，共114页。电主轴结构电主轴结构(jigu)定子(dngz)与转子电主轴的定子由具有高导磁率的优质(yuzh)硅钢片叠压而成，定子内腔带有冲制嵌线槽。定子通过一个冷却套固装在电主轴的壳体上。转子由转子铁芯、鼠笼和转轴三部分组成。位于前后轴承之间，用热压装配法与主轴产生过盈配合，由过盈力传递扭矩。第36页/共114页第三十七页，共114页。三、主轴三、主轴(zhzhu)部件的部件的支承支承 主轴支承：指主轴轴承、支承座及其他相关零件的组合体，主轴支承：指主轴轴承、支承座及其他相关零件的组合体，其中核心元件是轴承。因此把采用滚动轴承的主轴支承称为其中核心元件是轴承。因此把采用滚动轴承的主轴支承称为主轴滚动支承；把采用滑动轴承的称为主轴滑动支承。主轴滚动支承；把采用滑动轴承的称为主轴滑动支承。主轴滚动支承的主要设计内容：滚动轴承类型的选择、轴承主轴滚动支承的主要设计内容：滚动轴承类型的选择、轴承的配置、轴承的精度及其选配、轴承的间隙的配置、轴承的精度及其选配、轴承的间隙(jin x)(jin x)调整、调整、支承座的结构、轴承的配合及其配合零件的精度、轴承的润支承座的结构、轴承的配合及其配合零件的精度、轴承的润滑与密封等。滑与密封等。第37页/共114页第三十八页，共114页。主轴部件主轴部件(bjin)的支承的支承u主轴部件支承的选择原则：主轴部件支承的选择原则：u主轴轴承的选用对主轴组件的工作主轴轴承的选用对主轴组件的工作(gngzu)性能有性能有很大的影响。很大的影响。u主轴较粗，轴承直径较大，因此轴承的负荷较轻。主轴较粗，轴承直径较大，因此轴承的负荷较轻。u一般，承载能力和疲劳寿命不是选择主轴轴承的主一般，承载能力和疲劳寿命不是选择主轴轴承的主要指标，主轴轴承应根据精度、刚度和转速选择。要指标，主轴轴承应根据精度、刚度和转速选择。u选择轴承的类型、组合以及配置型式。选择轴承的类型、组合以及配置型式。u为了提高精度和刚度，主轴轴承的间隙应该是可调为了提高精度和刚度，主轴轴承的间隙应该是可调的。的。注意注意哦哦第38页/共114页第三十九页，共114页。主轴主轴(zhzhu)部部件的支承件的支承 滚动轴承(gndngzhuchng)液体(yt)动压轴承液体静压轴承磁悬浮轴承空气静压轴承支承类型第39页/共114页第四十页，共114页。滚动轴承滚动轴承滚动轴承滚动轴承(g(g ndngzhuchng)ndngzhuchng)滚动轴承的功用：支承轴类回转(huzhun)零件滚动轴承(gndngzhuchng)属于标准零件，由专门厂家生产。滚动轴承的特点（与滑动轴承相比）：优点摩擦阻力小,功率损耗少,起动灵敏缺点v 抗冲击能力差,高速时出现噪音。v 寿命比不上液体润滑滑动轴承。v 径向尺寸大。第40页/共114页第四十一页，共114页。滚动轴承滚动轴承(gndngzhuchng)组成(z chn)：内圈、外圈、滚动体、保持架最简单的轴承(zhuchng)只有滚动体；有些轴承(zhuchng)除以上四件外，还增加有其他特殊零件。如止动环、密封盖等外圈保持架保持架内圈内圈滚动体滚动体第41页/共114页第四十二页，共114页。滚动轴承滚动轴承(gndngzhuchng)外圈：与轴承座相配(xin pi)；保持架：防止滚动体直接(zhji)接触。内圈：与轴颈相配；滚动体：将滑动摩擦转化为滚动摩擦；常见的滚动体有六种形状球圆柱滚子圆锥滚子非对称球面滚子球面滚子滚针第42页/共114页第四十三页，共114页。滚动轴承滚动轴承(gndngzhuchng)的类型的类型按滚动(gndng)体形状分X球轴承：承载能力低，极限(jxin)转速高X滚子轴承：承载能力高，极限转速低圆柱滚子轴承圆锥滚子轴承球面滚子轴承滚针轴承第43页/共114页第四十四页，共114页。滚动轴承滚动轴承(gndngzhuchng)的类型的类型按轴承的结构(jigu)形式不同分深沟球轴承圆柱(yunzh)滚子轴承推力球轴承角接触球轴承圆锥滚子轴承调心球轴承第44页/共114页第四十五页，共114页。主轴部件主轴部件主轴部件主轴部件(bjin)(bjin)常用滚动轴承的常用滚动轴承的常用滚动轴承的常用滚动轴承的类型类型类型类型选用轴承(zhuchng)要考虑的因素：轴承(zhuchng)的载荷轴承的转速轴承的调心性能轴承的安装和拆卸经济性第45页/共114页第四十六页，共114页。主轴部件常用主轴部件常用主轴部件常用主轴部件常用(chn(chn yn yn)滚动轴承滚动轴承滚动轴承滚动轴承的类型的类型的类型的类型轴承(zhuchng)的载荷滚子轴承方向(fngxing)性质大小载荷大载荷小轴向力推力轴承径向力向心轴承轴、径向力向心推力轴承或组合轴承 球轴承有冲击载荷时宜用滚子轴承点接触线接触第46页/共114页第四十七页，共114页。四、数车主轴四、数车主轴(zhzhu)部件的部件的调整调整J主轴为精密部件，选择(xunz)好拆卸环境，轻拿轻放。J拆卸过程要注意拆卸顺序和使用适当的工具。J轴承的拆卸要注意使用适当的工具，在正确的部位加力。J角接触轴承要注意大口的开口方向，恢复时保持一致。J装配时，调整圆柱滚子轴承的间隙。注意(zh y)哦.第47页/共114页第四十八页，共114页。第三节第三节第三节第三节 进给传动系统的装调与维修进给传动系统的装调与维修进给传动系统的装调与维修进给传动系统的装调与维修(wixi)(wixi)温故知新(wn g zh xn)数控机床的进给传动系统是以数控机床的进给轴，即机床的移动部件（刀架或工作台）的位置和速度为控制量的，是以保证刀具和工件相对(xingdu)关系为目的，因此，不仅要定性，还要定量。第48页/共114页第四十九页，共114页。定义：实现运动执行件进给的系统，即进给驱动装置。特点：是数控装置的直接控制对象，以机床的移动部件的位置和速度(sd)作为控制矢量。实现过程：（数控装置）指令信号（进给速度(sd)和位移）伺服驱动装置（转换和放大）执行电机机械传动机构执行部件（工作台等）实现工作进给或快速运动。进给传动系统温故知新(wn g zh xn)第49页/共114页第五十页，共114页。组成(z chn)伺服驱动装置(zhungzh)：转换和放大指令信号（速度、位移）执行(zhxng)电机：伺服系统执行(zhxng)件：步进电机、直流、交流伺服电机机械传动装置：将动力源旋转运动变为直线运动的整个机械传动链温故知新第50页/共114页第五十一页，共114页。传动机构(jgu)齿轮传动同步齿形带 传动联轴器运动转换(zhunhun)机构丝杠螺母副齿轮齿条副机械传动装置导向(do xin)机构导轨滚动、静压直线导轨温故知新第51页/共114页第五十二页，共114页。伺服电机联轴器减速器丝杠螺母(lum)传动齿轮齿条(ch tio)传动蜗轮蜗杆传动进给传动机构(jgu)的类型温故知新第52页/共114页第五十三页，共114页。进给传动机构(jgu)的类型联轴器直联的结构(jigu)形式1滚珠(gnzh)丝杠伺服电机联轴器联轴器座温故知新第53页/共114页第五十四页，共114页。进给传动(chundng)机构的类型通过(tnggu)同步齿形带联接的结构形式1电机同步带伺服电机同步(tngb)齿形带温故知新第54页/共114页第五十五页，共114页。进给传动(chundng)机构的类型通过(tnggu)齿轮联接的结构形式1温故知新(wn g zh xn)第55页/共114页第五十六页，共114页。一、联轴器一、联轴器数控机床进给传动机构中，常采用电机经联轴器与丝杠螺母副直联的传动方式。联轴器：用来把两轴联接在一起，以传递运动与转矩，机器(j q)停止运转后才能接合或分离的一种装置。第56页/共114页第五十七页，共114页。联轴器联轴器轴电动机减速器带式运输机F vD带式运输机传动(chundng)简图联轴器联轴器联接不同(b tn)部件的两轴，传递扭矩第57页/共114页第五十八页，共114页。联轴器联轴器功用(gngyng)用于联接轴与轴，以传递运动与转矩；补偿所联两轴的相对偏移；可用作安全装置：作为一种安全装置用来防止被联接件承受过大的载荷(zi h)，起到过载保护的作用。吸振、缓冲。第58页/共114页第五十九页，共114页。联轴器联轴器特点(tdin)用联轴器联接的两轴只有(zhyu)在机器停车后，经拆卸才能使两轴分开。离合器：机器运转中，可根据需要将两轴分离(fnl)或结合。第59页/共114页第六十页，共114页。联轴器联轴器分类(fn li)按结构(jigu)特性分：刚性联轴器：适用刚性联轴器：适用(shyng)(shyng)于两轴能严格对中，并在工作中于两轴能严格对中，并在工作中不发生相对位移的地方，如凸缘联轴器。不发生相对位移的地方，如凸缘联轴器。挠性联轴器：适用挠性联轴器：适用(shyng)(shyng)于两轴有偏斜或工作中有相对位移的于两轴有偏斜或工作中有相对位移的地方地方第60页/共114页第六十一页，共114页。套筒联轴器套筒联轴器结构：用一个套筒通过键或销钉将两轴联接在一起(yq)。用紧定螺钉来实现轴向固定。型式(xn sh)：半圆(bnyun)键普通平键特点：结构简单、使用方便、传递扭矩较大，但不能缓冲减振。第61页/共114页第六十二页，共114页。套筒联轴器套筒联轴器B结构简单，依靠锥销、键或螺钉(ludng)与两轴联接并传递扭矩，无标准，需自行设计。第62页/共114页第六十三页，共114页。凸缘凸缘(t yun)式联轴器式联轴器普通螺栓 对中榫 绞制孔螺栓(lushun)第63页/共114页第六十四页，共114页。凸缘凸缘(t yun)式联轴器式联轴器a)用凸肩和凹槽对中工作(gngzu)时，靠两个半联轴器接合面间的摩擦力来传递转矩。a）用凸肩与凹槽对中对中精度高，但装拆时需作轴向移动。第64页/共114页第六十五页，共114页。凸缘凸缘(t yun)式联轴器式联轴器 工作时靠螺栓杆的剪切和螺栓杆与孔壁的挤压来传递转矩。这种方式(fngsh)传递转矩的能力较高。b)用配合(pih)螺栓对中装拆时轴不需要作轴向移动，但螺栓孔需配铰。第65页/共114页第六十六页，共114页。有弹性元件挠性联轴器有弹性元件挠性联轴器锥环无键消隙联轴器|弹性环（锥环）联接：利用(lyng)锥面贴合并挤紧在轴毂之间用摩擦力传递扭矩，有过载保护作用。第66页/共114页第六十七页，共114页。膜片联轴器有弹性元件挠性联轴器有弹性元件挠性联轴器特点：结构简单、弹性元件的联接之间没有间隙，不需要润滑，维护方便、质量小、对环境的适应性强。但扭转(nizhun)减振性能差。应用：主要用于载荷平稳的高速传动，如直升机尾翼轴。第67页/共114页第六十八页，共114页。弹性(tnxng)套柱销联轴器制造容易、装拆方便、价廉。但弹性套易磨损，寿命较短。用于载荷(zi h)平稳、起动频繁或需正反转中。有弹性元件挠性联轴器有弹性元件挠性联轴器第68页/共114页第六十九页，共114页。有弹性元件挠性联轴器有弹性元件挠性联轴器弹性(tnxng)柱销联轴器结构简单(jindn)，制造、装拆方便，价廉，耐久性好。用于轴窜动大、起动频繁或需正反转变化较多中。第69页/共114页第七十页，共114页。有弹性元件挠性联轴器有弹性元件挠性联轴器梅花(mihu)形弹性联轴器弹性元件为梅花形，装配(zhungpi)时，花瓣部分加紧在两半联轴器端面的凸出齿在交错插进时所形成的齿侧空间，起到缓冲减振的作用。第70页/共114页第七十一页，共114页。有弹性元件挠性联轴器有弹性元件挠性联轴器轮胎式联轴器富有弹性，具有良好的消振能力，能有效地降低动载荷(zi h)和补偿较大的轴向位移，且绝缘性能好，运转无噪音。但径向尺寸较大，当转矩较大时，产生附加轴向载荷(zi h)。第71页/共114页第七十二页，共114页。十字(sh z)滑块联轴器工作时,十字滑块随两轴转动,同时滑块上的两榫可在两半联轴器的凹槽中滑动，以补偿两轴的径向位移。结构简单、成本低；适用于两轴相对偏移量较大(jio d)、转速不高、工作平稳的场合。无弹性元件挠性联轴器无弹性元件挠性联轴器第72页/共114页第七十三页，共114页。无弹性元件挠性联轴器无弹性元件挠性联轴器允许径向(jn xin)位移适用于小功率、高转速、工作较平稳的场合滑块联轴器滑块联轴器两面(lingmin)带有凸块的浮动盘第73页/共114页第七十四页，共114页。无弹性元件挠性联轴器无弹性元件挠性联轴器允许较大(jio d)的角位移；广泛应用与汽车、拖拉机、机床中。十字十字(sh z)(sh z)轴式万向联轴器轴式万向联轴器第74页/共114页第七十五页，共114页。无弹性元件挠性联轴器无弹性元件挠性联轴器较大(jio d)的齿侧间隙齿顶做成球面(qimin)有较多齿传递(chund)转矩承载高，用于重型机械。允许综合位移综合位移齿式联轴器第75页/共114页第七十六页，共114页。无弹性元件挠性联轴器无弹性元件挠性联轴器滚子(n z)链联轴器允许径向位移(wiy)，小的角位移(wiy)结构简单、装拆方便不适用于有逆转的情况第76页/共114页第七十七页，共114页。二、滚珠二、滚珠(gnzh)丝杠螺母副丝杠螺母副丝杠螺母(lum)副将旋转运动转变成直线运动，用较小的驱动力矩就可获得较大的轴向牵引力。第77页/共114页第七十八页，共114页。1.工作工作(gngzu)原理原理主要(zhyo)构成：丝杠、丝杠螺母和滚动体（回珠装置）。功能：实现旋转运动与直线运动之间相互转换或调整。作用：用于机构之间能量的传递和运动形式的传递。螺母(lum)丝杠滚珠第78页/共114页第七十九页，共114页。滚珠丝杠螺母滚珠丝杠螺母(lum)副的工作原理副的工作原理当丝杠作为主动体时，螺母就会随丝杠的转动角度按照(nzho)对应规格的导程转化成直线运动，被动工件可以通过螺母座和螺母连接，从而实现对应的直线运动。第79页/共114页第八十页，共114页。滚珠滚珠(gnzh)丝杠螺母副的特点丝杠螺母副的特点优点(yudin)缺点(qudin)传动效率高摩擦阻力小传动精度高有可逆性使用寿命长制造工艺复杂，成本高不能实现自锁抗冲击能力差承载能力不如滑 动丝杠传动大第80页/共114页第八十一页，共114页。滚珠丝杠螺母滚珠丝杠螺母(lum)副的循环方式副的循环方式按滚珠的循环(xnhun)方式分为外循环(xnhun)内循环滚珠在循环过程中有时与丝杠脱离接触滚珠在循环过程中始终与丝杠保持接触内循环外循环第81页/共114页第八十二页，共114页。外循环外循环(xnhun)方式方式滚珠在循环过程结束后，通过螺母外表面上的螺旋槽或插管返回丝杠螺母间重新(chngxn)进入循环。外循环采用多圈，常见的外循环式有插管式和螺旋槽式第82页/共114页第八十三页，共114页。外循环外循环(xnhun)-插管式插管式结构：用弯曲成形的管子插入螺母工作圈始、末端孔内以引导滚珠通过插管，形成滚珠的多圈循环链。优点：结构简单，流畅性好，有较好的工艺性，便于大量(dling)生产 缺点：径向外形尺寸较大，挡珠用的端部耐磨性差 第83页/共114页第八十四页，共114页。外循环外循环(xnhun)-螺旋槽式螺旋槽式在螺母体的外圆柱上直接铣出螺旋槽作为滚珠的回程道。特点：工艺简单，易于制造(zhzo)，故使用较广。第84页/共114页第八十五页，共114页。内循环内循环(xnhun)内循环采用单圈，即在一个循环回路(hul)中只有一圈滚珠。在螺母的侧孔中，装入接通相邻两圈螺纹滚道的反向器，借助反向器上回珠槽实现循环。第85页/共114页第八十六页，共114页。三、数控机床(sh kn j chun)用导轨机床上的直线运动部件都是沿着(yn zhe)它的床身、立柱、横梁等上的导轨进行运动的。从广义上讲：导轨副是用来支承和引导运动部件沿一定的轨道运动。第86页/共114页第八十七页，共114页。数控机床(sh kn j chun)的导轨作用(zuyng)导向：引导运动部件按给定运动轨迹导向：引导运动部件按给定运动轨迹(guj)(guj)准确运动准确运动 支承：即保证运动部件在外力的作用下支承：即保证运动部件在外力的作用下(运动部件本身的重量、工件重量、切削运动部件本身的重量、工件重量、切削力及牵引力等力及牵引力等)能准确地沿着一定方向的能准确地沿着一定方向的运动。运动。第87页/共114页第八十八页，共114页。数控机床(sh kn j chun)的导轨组成(z chn)活动(hu dng)导轨支承导轨第88页/共114页第八十九页，共114页。滑动(hudng)导轨特征：动导轨和支承导轨之间为直接接触，滑动导轨面之间呈混合(hnh)摩擦缺点优点F结构简单、制造(zhzo)方便和抗振性良好，便于保持精度、刚度，用于对低速均匀性及定位精度要求不高的机床。F摩擦系数大、磨损快、使用寿命短、低速易产生爬行。第89页/共114页第九十页，共114页。滑动(hudng)导轨第90页/共114页第九十一页，共114页。塑料(slio)导轨分为：贴塑导轨和注塑导轨优点：摩擦系数低而稳定，吸收振动、耐磨性好、化学稳定性好、维修方便(fngbin)、经济性好等。缺点：易蠕变，在静载荷的长时间作用下，变形增加，且承载能力低，导热性差。第91页/共114页第九十二页，共114页。滚动(gndng)导轨型式(xn sh)：运动件（动导轨）和承导件（静导轨）之间放置滚动体（滚珠、滚柱、滚针等）第92页/共114页第九十三页，共114页。滚动(gndng)导轨特点：特点：滚动导轨由于滑动件与支承件之间是滚动导轨由于滑动件与支承件之间是滚动摩擦，因此，摩擦系数小，且动、滚动摩擦，因此，摩擦系数小，且动、静摩擦系数差别静摩擦系数差别(chbi)小，低速运小，低速运动平稳，无爬行，运动灵活，定位精动平稳，无爬行，运动灵活，定位精度高。度高。直线滚动导轨由专业生产厂家生产。直线滚动导轨由专业生产厂家生产。第93页/共114页第九十四页，共114页。直线滚动导轨与平面导轨一样，有两个基本元件；一个作为导向的为固定元件（导轨体），另一个是移动(ydng)元件（滑块）。它将支承导轨和导向导轨组合在一起。滚动导轨的结构(jigu)形式直线(zhxin)滚动导轨安装孔安装孔滚动体导轨滑块第94页/共114页第九十五页，共114页。直线(zhxin)滚动导轨X直线导轨被广泛用于中、小型(xioxng)精密数控机床上，特别是中小惯量的高速数控机床、激光切割机、数控车削中心等。第95页/共114页第九十六页，共114页。滚动(gndng)导轨块F滚动体结构如图所示，使用(shyng)时，导轨块装在运动部件上，每一导轨应至少用两块或更多块，导轨块的数目取决于导轨的长度和负载的大小。与之相对的导轨多用镶钢淬火导轨。第96页/共114页第九十七页，共114页。第四节第四节第四节第四节 数控机床机械数控机床机械数控机床机械数控机床机械(jxi)(jxi)结构故结构故结构故结构故障诊断障诊断障诊断障诊断 数控机床属于技术密集型和知识密集型设备，从系统 的基本观点和原理出发，考察研究对象，无论是机械(jxi)或电气方面的问题，都要二者兼顾。第97页/共114页第九十八页，共114页。n n机械故障的处理是比较麻烦的，要大拆大卸，费机械故障的处理是比较麻烦的，要大拆大卸，费很大力气。所以，维修人员一定要在诊断上有很大力气。所以，维修人员一定要在诊断上有9090以上把握时才可以请机修人员帮忙，特别是在道理以上把握时才可以请机修人员帮忙，特别是在道理(do li)(do li)上已想清楚，而实验对故障现象进行了必要上已想清楚，而实验对故障现象进行了必要的分析后，才可以进行拆卸。不允许轻易盲目拆卸。的分析后，才可以进行拆卸。不允许轻易盲目拆卸。机械机械(jxi)结构结构故障诊断故障诊断第98页/共114页第九十九页，共114页。1.主传动链故障主传动链故障诊断诊断 噪声过大 主轴部件动平衡不良，使主轴回转时振动过大，引起工作噪声。对于齿轮变速的形式，主轴传动齿轮磨损，使齿轮啮合间隙过大，主轴回转时冲击振动过大，引起工作噪声。主轴支承轴承(zhuchng)拉毛或损坏，使主轴回转间隙过大，回转时冲击、振动过大，引起工作噪声。第99页/共114页第一百页，共114页。主传动链故障诊主传动链故障诊断断 主轴在强力切削时停转 主轴电动机与主轴连接的传动带过松。传动带表面(biomin)有油，造成主轴传动时传动带打滑。传动带使用过久而失效，造成主轴电动机转矩无法传动，强力切削时主轴转矩不足。主轴传动机构中的离合器、联轴器连接、调整过松或磨损，造成主轴电动机转矩传动误差过大，强力切削时主轴振动强烈。第100页/共114页第一百零一页，共114页。主传动链故障诊主传动链故障诊断断主轴发热 主轴轴承预紧力过大，造成主轴回转时摩擦过大，引起主轴温度急剧升高。主轴轴承研伤或损坏(snhui)，造成主轴回转时摩擦过大，引起主轴温度急剧升高。主轴润滑油脏或有杂质，造成主轴回转时阻力过大，引起主轴温度升高。主轴轴承润滑油脂耗尽或润滑油脂过多，造成主轴回转时阻力、摩擦过大，引起主轴温度升高。第101页/共114页第一百零二页，共114页。主传动链故障诊主传动链故障诊断断刀具无法夹紧 碟形弹簧(tnhung)位移量太小，使主轴抓刀、夹紧装置无法到达正确位置，刀具无法夹紧。弹簧(tnhung)夹头损坏，使主轴夹紧装置无法夹紧刀具。碟形弹簧(tnhung)失效，使主轴抓刀、夹紧装置无法运动到达正确位置，刀具无法夹紧。刀柄上拉钉过长，顶撞到主轴抓刀、夹紧装置，使其无法运动到达正确位置，刀具无法夹紧。第102页/共114页第一百零三页，共114页。维修维修(wixi)实实例例 故障(gzhng)现象：开机后主轴不转动。故障(gzhng)可能原因及排除 主传动电动机烧坏，失去动力源 检查电动机电机运转良好；v带过长打滑，带不动主轴 调整V带松紧程度主轴仍无法转动；带轮的键或键槽损坏，带轮空转 检查传动键没有损坏；传动轴上的齿轮或轴承损坏，造成了传动卡死 拆下传动轴发现轴承，因缺乏润滑而烧毁，将其拆下后，手动转动主轴正常 第103页/共114页第一百零四页，共114页。维修维修(wixi)实实例例 故障现象：开机后主轴不转动。处理过程：将轴承装上后试验主轴运动正常，但主轴制动时间较长，这时就应调整摩擦盘和衔铁之间的间隙，将衔铁和摩擦盘间隙调至1mm之后(zhhu)，用螺母将其锁紧之后(zhhu)再试车，主轴制动迅速，故障全排除。第104页/共114页第一百零五页，共114页。维修维修(wixi)实实例例 故障现象：孔加工时表面粗糙度值太大。故障可能原因及处理 主轴径向间隙大，轴向窜动大 应拆卸主轴，修磨垫片，拧紧螺母，保证其径向圆跳动误差和轴向窜动量合格。主轴与轴瓦的接触精度差 应刮研轴瓦或更换新轴承，修复轴承配合精度；传动V带过松或有破损(p sn)现象 应调整、紧固电动机座使V带适当张紧或更换新V带；电动机振动大 应紧固电动机座或更换电动机 第105页/共114页第一百零六页，共114页。维修维修(wixi)实实例例 故障现象：TH5840立式加工中心(zhngxn)换档变速时，变速汽缸不动作，无法变速。故障可能原因及处理 气动系统压力太低或流量不足 检查气动系统的压力，压力表显示压力正常。气动换向阀电磁铁已带电 用手动换向阀，变速气缸动作 判定气动换向阀有故障拆下气动换向阀，检查发现有污物卡住阀芯 进行清洗后，重新装好，故障排除 第106页/共114页第一百零七页，共114页。2.联轴器松动联轴器松动(sngdng)的调整的调整联轴器承受的瞬间冲击较大，容易引起联轴器松动和扭转。在实际加工时，主要表现为各方向运动正常、编码器反馈也正常、系统无报警，而运动值却始终无法与指令(zhlng)值相符合，加工误差值越来越大，甚至造成加工的零件报废。联轴器按结构可分为刚性联轴器和挠性联轴器两种形式，可按其结构分别加以处理。第107页/共114页第一百零八页，共114页。刚性刚性(n xn)联轴器松动的调整联轴器松动的调整第一种方法(fngf)第二种方法(fngf)采用特制的小头带螺纹的圆锥销，用螺母加弹性垫圈锁紧，防止圆锥销因快速转换而引起的松动。采用两只一大一小的弹性销取代圆锥销连接，这种方