數(shù)控機(jī)床的機(jī)械裝調(diào)與維修教程

1、.,1,數(shù)控機(jī)床的機(jī)械裝調(diào)與維修,數(shù)控機(jī)床裝調(diào)維修工,.,2,本章主要內(nèi)容,數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)概述,主傳動系統(tǒng)的裝調(diào)與維修,進(jìn)給傳動系統(tǒng)的裝調(diào)與維修,數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)故障診斷,.,3,本章學(xué)習(xí)目標(biāo),目標(biāo)1,目標(biāo)2,目標(biāo)3,目標(biāo)4,掌握數(shù)車、數(shù)銑及加工中心機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本組成及特點,掌握數(shù)控機(jī)床主傳動和進(jìn)給傳動的機(jī)械結(jié)構(gòu)的拆裝工藝,熟悉主傳動的變速方式 熟悉進(jìn)給絲杠螺母副的工作原理和特點,掌握數(shù)控機(jī)床主要機(jī)械部件的故障診斷和維護(hù),.,4,第一節(jié) 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)概述,一、數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)組成,1.數(shù)控車床結(jié)構(gòu)組成,2.數(shù)控銑床/加工中心的組成,.,5,知識回顧,輸 入 裝 置,輸 出 裝 置,計

2、算 機(jī) 數(shù) 控 裝 置,PLC,主軸控制單元,主軸,機(jī)床,伺服電機(jī),位移、速度 控制單元,工 作 臺,位置檢測反饋裝置,數(shù)控機(jī)床的組成,.,6,知識回顧,數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu),是數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)實體，是用于完成各種切削加工的機(jī)械部分。 機(jī)床是被控制的對象，其運動的位移和速度以及各種開關(guān)量都是被控制的,.,7,知識回顧,主傳動系統(tǒng),一,二,三,進(jìn)給傳動系統(tǒng),基礎(chǔ)支承件,機(jī)械結(jié)構(gòu),.,8,數(shù)控車床結(jié)構(gòu)組成,數(shù)控車床與普通車床相比較，其結(jié)構(gòu)上仍然是由床身、主軸箱、刀架、進(jìn)給傳動系統(tǒng)、液壓、冷卻、潤滑系統(tǒng)等部分組成。 數(shù)控車床是采用伺服電動機(jī)經(jīng)滾珠絲杠，傳到滑板和刀架，實現(xiàn)縱向(Z向)和橫向(X向)進(jìn)給

3、運動。 數(shù)控車床進(jìn)給傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大為簡化。,.,9,無防護(hù)裝置 無自動排屑功能 轉(zhuǎn)速相對較低，有級變速 主、進(jìn)給傳動系統(tǒng)共用一臺電機(jī) 勞動強(qiáng)度高 、 操作者技術(shù)要求高 、效率低、質(zhì)量靠個人技術(shù),普通機(jī)床,從普車 到數(shù)車,采用全封閉防護(hù)裝置 采用自動排屑裝置 主軸轉(zhuǎn)速高，能實現(xiàn)無極變速 主、進(jìn)給傳動系統(tǒng)采用各自獨立的伺服電機(jī) 勞動強(qiáng)度相對低 、質(zhì)量穩(wěn)定,數(shù)控機(jī)床,數(shù)控車床結(jié)構(gòu)組成,.,10,數(shù)控車床結(jié)構(gòu)組成,.,11,數(shù)控車床結(jié)構(gòu)組成,底 座：整臺機(jī)床的主體，支撐著機(jī)臺的所有重量,主軸頭：用來安放主軸,.,12,數(shù)控車床結(jié)構(gòu)組成,鞍座,滑板,底座,鞍 座： 下面連接 著底座， 上面連接 滑板，

4、用 于實現(xiàn)X 軸移動等 功能,.,13,數(shù)控車床結(jié)構(gòu)組成,刀塔：用來安裝刀具,動力刀塔,動力刀塔,.,14,數(shù)控車床結(jié)構(gòu)組成,主軸部分：夾持工件旋轉(zhuǎn),.,15,數(shù)控銑床/加工中心的組成,溫故知新,相同點,不同點,加工中心是在數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，都是通過程序控制多軸聯(lián)動走刀進(jìn)行加工的數(shù)控機(jī)床,加工中心具有刀庫和自動換刀功能,.,16,數(shù)控銑床/加工中心的組成,數(shù)控銑削不僅可以加工各種平面、溝槽、螺旋槽、成型表面和孔，而且還能加工各種平面和空間等復(fù)雜型面。,銑槽,銑平面,銑臺階,.,17,數(shù)控銑床/加工中心的組成,.,18,一、主軸變速方式,二、電主軸結(jié)構(gòu),三、主軸部件的支承,四、數(shù)控車床

5、主軸部件的調(diào)整,無級和分段變速方式,主要部件,軸承的類型及預(yù)緊方式,部件結(jié)構(gòu)、拆卸與調(diào)整,第二節(jié) 主傳動系統(tǒng)的裝調(diào)與維修,主傳動系統(tǒng)的裝調(diào)與維修,.,19,一、主軸變速方式,現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的主運動廣泛采用無級變速傳動，用交流調(diào)速電機(jī)或直流調(diào)速電機(jī)驅(qū)動，它們能方便地實現(xiàn)無級變速，且傳動鏈短，傳動件少，提高了變速的可靠性，其制造精度則要求很高。根據(jù)數(shù)控機(jī)床對主軸轉(zhuǎn)速、變速范圍和輸出功率的要求不同，其主軸的變速方式主要有以下幾種形式：,.,20,由調(diào)速電機(jī)直接驅(qū)動的主傳動,實現(xiàn)方式：由主軸電機(jī)直接驅(qū)動 優(yōu)點：這種方式大大簡化主軸結(jié)構(gòu)，有效地提高主軸剛度。 缺點：主軸輸出扭矩小，電機(jī)的發(fā)熱對主軸精度影響

6、大。 適用場合：高速機(jī)床，可滿足中、高檔數(shù)控機(jī)床對速度的控制要求,.,21,內(nèi)裝電動機(jī)主軸（電主軸）,內(nèi)裝式主軸電機(jī)又稱電主軸 實現(xiàn)方式：主軸電動機(jī)與機(jī)床主軸合而為一，傳動鏈為零，又稱“零傳動”。 應(yīng)用：超高速數(shù)控機(jī)床。（美國、德國、日本、瑞士、意大利等工業(yè)發(fā)達(dá)國家，都在高速數(shù)控機(jī)床上廣泛采用了電主軸結(jié)構(gòu)）,.,22,內(nèi)裝電動機(jī)主軸（電主軸）,電主軸有什么優(yōu)點呢,.,23,分段無級變速,在大、中型數(shù)控機(jī)床上，為了使主軸在低速時獲得大轉(zhuǎn)矩和擴(kuò)大恒功率調(diào)速范圍，通常在使用無級變速傳動的基礎(chǔ)上，在增加兩級或三級輔助機(jī)械變速機(jī)構(gòu)作為補(bǔ)充。通過分段變速方式，確保低速時的大扭矩，擴(kuò)大恒功率調(diào)速范圍，滿足機(jī)

7、床重切削時對扭矩的要求。,.,24,帶有變速齒輪的主傳動,主軸電機(jī)經(jīng)過二級齒輪變速，使主軸獲得低速和高速兩種轉(zhuǎn)速系列，這種分段無級變速，確保低速時的大扭矩，滿足機(jī)床對扭矩特性的要求。 滑移齒輪常用液壓撥叉和電磁離合器來改變其位置。,.,25,帶有變速齒輪的主傳動,為什么不采用主電機(jī)與主軸直聯(lián)的變速方式，全部由主電機(jī)實現(xiàn)無級變速？,思考,原因,主軸電機(jī)的特性,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速小于額定轉(zhuǎn)速時，主軸工作在恒扭矩區(qū) 當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速大于額定轉(zhuǎn)速時，主軸工作在恒功率區(qū),.,26,帶有變速齒輪的主傳動,若主軸與主軸電機(jī)之間采用1:1的直聯(lián)方式，雖然主軸電機(jī)的速度可以在零速度到標(biāo)定的最大轉(zhuǎn)速之間連續(xù)變化，但在額定功率之

8、下的調(diào)速范圍只能由額定轉(zhuǎn)速到最大轉(zhuǎn)速,.,27,帶有變速齒輪的主傳動,怎么解決呢？,主軸電機(jī)與驅(qū)動裝置的體積、重量、成本大大增加,大功率電機(jī),分段無級變速,可展寬恒功率范圍，經(jīng)濟(jì)，但需要自動換擋機(jī)構(gòu),解決方法,增加減速機(jī)構(gòu),可滿足低速大扭矩的要求，但降低了恒功率調(diào)速范圍,.,28,帶有變速齒輪的主傳動,.,29,帶有變速齒輪的主傳動,舉一反三-參考汽車變速箱,.,30,通過帶傳動的主傳動,這種傳動主要用在轉(zhuǎn)速較高、變速范圍不大的小型數(shù)控機(jī)床上。電機(jī)本身的調(diào)整就能夠滿足要求，不用齒輪變速，可以避免由齒輪傳動所引起的振動和噪聲。它適用于高速低轉(zhuǎn)矩特性的主軸，常用的有多楔帶和同步齒形帶。,.,31,

9、通過帶傳動的主傳動,主軸脈沖編碼器,同步齒形帶,主軸,.,32,二、電主軸結(jié)構(gòu),電主軸采用變頻電機(jī)與機(jī)床的主軸合二為一的結(jié)構(gòu)形式,即變頻電機(jī)的空心轉(zhuǎn)子與機(jī)床主軸零件過盈配合套裝（熱裝）在一起，帶冷卻套的定子裝配（熱裝）在主軸單元的殼體內(nèi)直接與機(jī)床連接，成為集成式電機(jī)主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)子就是機(jī)床的主軸,機(jī)床主軸單元的殼體就是電機(jī)座。,.,33,電主軸結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)軸,支撐系統(tǒng),電機(jī)定子,電機(jī)轉(zhuǎn)子,軸殼,循環(huán)冷卻系統(tǒng),潤滑系統(tǒng),控制系統(tǒng),.,34,電主軸結(jié)構(gòu),軸殼,殼體主要由外殼、前后大蓋以及后軸承座等固定不動的零件組成，通常將軸承座孔直接設(shè)計在軸殼上。電主軸為加裝電動機(jī)定子，必須開放一端。,.,35,電主軸

10、結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)軸,轉(zhuǎn)軸是高速電主軸的主要回轉(zhuǎn)體，且承受切削力，又屬深孔軸，對于內(nèi)外圓同軸度以及前錐孔相對支承面的徑向跳動和端面跳動，均有極精密要求。,.,36,電主軸結(jié)構(gòu),軸承,高速電主軸的核心支撐部件是高速精密軸承。電主軸的軸承必須具有高速性能好、動負(fù)荷承載能力高、潤滑性能好、發(fā)熱量小等優(yōu)點。近年來，相繼開發(fā)研制了陶瓷軸承、磁浮軸承、液體動靜壓軸承、氣體靜壓軸承。,.,37,電主軸結(jié)構(gòu),定子與轉(zhuǎn)子,電主軸的定子由具有高導(dǎo)磁率的優(yōu)質(zhì)硅鋼片疊壓而成，定子內(nèi)腔帶有沖制嵌線槽。定子通過一個冷卻套固裝在電主軸的殼體上。 轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯、鼠籠和轉(zhuǎn)軸三部分組成。位于前后軸承之間，用熱壓裝配法與主軸產(chǎn)生過盈配合，

11、由過盈力傳遞扭矩。,.,38,三、主軸部件的支承,主軸支承：指主軸軸承、支承座及其他相關(guān)零件的組合體，其中核心元件是軸承。因此把采用滾動軸承的主軸支承稱為主軸滾動支承；把采用滑動軸承的稱為主軸滑動支承。 主軸滾動支承的主要設(shè)計內(nèi)容：滾動軸承類型的選擇、軸承的配置、軸承的精度及其選配、軸承的間隙調(diào)整、支承座的結(jié)構(gòu)、軸承的配合及其配合零件的精度、軸承的潤滑與密封等。,.,39,主軸部件的支承,主軸部件支承的選擇原則： 主軸軸承的選用對主軸組件的工作性能有很大的影響。 主軸較粗，軸承直徑較大，因此軸承的負(fù)荷較輕。 一般，承載能力和疲勞壽命不是選擇主軸軸承的主要指標(biāo)，主軸軸承應(yīng)根據(jù)精度、剛度和轉(zhuǎn)速選擇

12、。 選擇軸承的類型、組合以及配置型式。 為了提高精度和剛度，主軸軸承的間隙應(yīng)該是可調(diào)的。,注意哦,.,40,主軸部件的支承,滾動軸承,液體動壓軸承,液體靜壓軸承,磁懸浮軸承,空氣靜壓軸承,支承類型,.,41,滾動軸承,滾動軸承的功用：支承軸類回轉(zhuǎn)零件,滾動軸承屬于標(biāo)準(zhǔn)零件，由專門廠家生產(chǎn)。,滾動軸承的特點（與滑動軸承相比）：,.,42,滾動軸承,組成：內(nèi)圈、外圈、滾動體、保持架,最簡單的軸承只有滾動體；有些軸承除以上四件外，還增加有其他特殊零件。如止動環(huán)、密封蓋等,.,43,滾動軸承,外圈：與軸承座相配；,保持架：防止?jié)L動體直接接觸。,內(nèi)圈：與軸頸相配；,滾動體：將滑動摩擦轉(zhuǎn)化為滾動摩擦；,常

13、見的滾動體有六種形狀,.,44,滾動軸承的類型,按滾動體形狀分,球軸承：承載能力低，極限轉(zhuǎn)速高,滾子軸承：承載能力高，極限轉(zhuǎn)速低,圓柱滾子軸承,圓錐滾子軸承,球面滾子軸承,滾針軸承,.,45,滾動軸承的類型,按軸承的結(jié)構(gòu)形式不同分,深溝球軸承,圓柱滾子軸承,推力球軸承,角接觸球軸承,圓錐滾子軸承,調(diào)心球軸承,.,46,主軸部件常用滾動軸承的類型,選用軸承要考慮的因素：,軸承的載荷,軸承的轉(zhuǎn)速,軸承的調(diào)心性能,軸承的安裝和拆卸,經(jīng)濟(jì)性,.,47,主軸部件常用滾動軸承的類型,軸承的載荷,方向,性質(zhì),大小,載荷大,載荷小,軸向力推力軸承,徑向力向心軸承,軸、徑向力向心推力軸承或組合軸承,有沖擊載荷時

14、宜用滾子軸承,.,48,四、數(shù)車主軸部件的調(diào)整,主軸為精密部件，選擇好拆卸環(huán)境，輕拿輕放。 拆卸過程要注意拆卸順序和使用適當(dāng)?shù)墓ぞ摺?軸承的拆卸要注意使用適當(dāng)?shù)墓ぞ?，在正確的部位加力。 角接觸軸承要注意大口的開口方向，恢復(fù)時保持一致。 裝配時，調(diào)整圓柱滾子軸承的間隙。,注意哦.,.,49,第三節(jié) 進(jìn)給傳動系統(tǒng)的裝調(diào)與維修,溫故知新,數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)是以數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給軸，即機(jī)床的移動部件（刀架或工作臺）的位置和速度為控制量的，是以保證刀具和工件相對關(guān)系為目的，因此，不僅要定性，還要定量。,.,50,定義：實現(xiàn)運動執(zhí)行件進(jìn)給的系統(tǒng)，即進(jìn)給驅(qū)動裝置。 特點：是數(shù)控裝置的直接控制對象，以機(jī)床的移

15、動部件的位置和速度作為控制矢量。 實現(xiàn)過程：（數(shù)控裝置）指令信號（進(jìn)給速度和位移） 伺服驅(qū)動裝置（轉(zhuǎn)換和放大）執(zhí)行電機(jī)機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)執(zhí)行部件（工作臺等） 實現(xiàn)工作進(jìn)給或快速運動。,進(jìn)給傳動系統(tǒng),溫故知新,.,51,組成,伺服驅(qū)動裝置：轉(zhuǎn)換和放大指令信號（速度、位移）,執(zhí)行電機(jī)：伺服系統(tǒng)執(zhí)行件：步進(jìn)電機(jī)、直流、交流伺服電機(jī),機(jī)械傳動裝置：將動力源旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動的整個機(jī)械傳動鏈,溫故知新,.,52,傳動機(jī)構(gòu) 齒輪傳動 同步齒形帶 傳動 聯(lián)軸器,運動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu) 絲杠螺母副 齒輪齒條副,導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 導(dǎo)軌 滾動、靜壓直線導(dǎo)軌,溫故知新,.,53,伺服電機(jī),聯(lián)軸器 減速器,絲杠螺母傳動,齒輪齒條傳動,蝸輪

16、蝸桿傳動,進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)的類型,溫故知新,.,54,進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)的類型,聯(lián)軸器直聯(lián)的結(jié)構(gòu)形式,1,滾珠絲杠,伺服電機(jī),聯(lián)軸器,聯(lián)軸器座,溫故知新,.,55,進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)的類型,通過同步齒形帶聯(lián)接的結(jié)構(gòu)形式,1,伺服電機(jī),同步齒形帶,溫故知新,.,56,進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)的類型,通過齒輪聯(lián)接的結(jié)構(gòu)形式,1,溫故知新,.,57,一、聯(lián)軸器,數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)中，常采用電機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器與絲杠螺母副直聯(lián)的傳動方式。 聯(lián)軸器：用來把兩軸聯(lián)接在一起，以傳遞運動與轉(zhuǎn)矩，機(jī)器停止運轉(zhuǎn)后才能接合或分離的一種裝置。,.,58,帶式運輸機(jī)傳動簡圖,聯(lián)軸器,聯(lián)接不同部件的兩軸，傳遞扭矩,.,59,聯(lián)軸器,功用,用于聯(lián)接軸與軸，

17、以傳遞運動與轉(zhuǎn)矩； 補(bǔ)償所聯(lián)兩軸的相對偏移； 可用作安全裝置：作為一種安全裝置用來防止被聯(lián)接件承受過大的載荷，起到過載保護(hù)的作用。 吸振、緩沖。,.,60,聯(lián)軸器,特點,用聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸只有在機(jī)器停車后，經(jīng)拆卸才能使兩軸分開。,離合器：機(jī)器運轉(zhuǎn)中，可根據(jù)需要將兩軸分離或結(jié)合。,.,61,聯(lián)軸器,分類,按結(jié)構(gòu)特性分：,剛性聯(lián)軸器：適用于兩軸能嚴(yán)格對中，并在工作中 不發(fā)生相對位移的地方，如凸緣聯(lián)軸器。 撓性聯(lián)軸器：適用于兩軸有偏斜或工作中有相對位移的地方,.,62,套筒聯(lián)軸器,結(jié)構(gòu)：用一個套筒通過鍵或銷釘將兩軸聯(lián)接在一起。用緊定螺釘來實現(xiàn)軸向固定。,型式：,半圓鍵,普通平鍵,特點：結(jié)構(gòu)簡單、使用

18、方便、傳遞扭矩較大，但不能緩沖減振 。,.,63,套筒聯(lián)軸器,結(jié)構(gòu)簡單，依靠錐銷、鍵或螺釘與兩軸聯(lián)接并傳遞扭矩，無標(biāo)準(zhǔn)，需自行設(shè)計。,.,64,凸緣式聯(lián)軸器,對中榫,絞制孔螺栓,.,65,凸緣式聯(lián)軸器,a) 用凸肩和凹槽對中,工作時，靠兩個半聯(lián)軸器接合面間的摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩。,a）用凸肩與凹槽對中,.,66,凸緣式聯(lián)軸器,工作時靠螺栓桿的剪切和螺栓桿與孔壁的擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩。這種方式傳遞轉(zhuǎn)矩的能力較高。,b)用配合螺栓對中,.,67,有彈性元件撓性聯(lián)軸器,錐環(huán)無鍵消隙聯(lián)軸器,彈性環(huán)（錐環(huán)）聯(lián)接：利用錐面貼合并擠緊在軸轂之間用摩擦力傳遞扭矩，有過載保護(hù)作用。,.,68,膜片聯(lián)軸器,有彈性元件撓性聯(lián)

19、軸器,特點：結(jié)構(gòu)簡單、彈性元件的聯(lián)接之間沒有間隙，不需要潤滑，維護(hù)方便、質(zhì)量小、對環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)。但扭轉(zhuǎn)減振性能差。 應(yīng)用：主要用于載荷平穩(wěn)的高速傳動，如直升機(jī)尾翼軸。,.,69,彈性套柱銷聯(lián)軸器,制造容易、裝拆方便、價廉。但彈性套易磨損，壽命較短。 用于載荷平穩(wěn)、起動頻繁或需正反轉(zhuǎn)中。,有彈性元件撓性聯(lián)軸器,.,70,有彈性元件撓性聯(lián)軸器,彈性柱銷聯(lián)軸器,結(jié)構(gòu)簡單，制造、裝拆方便，價廉，耐久性好。 用于軸竄動大、起動頻繁或需正反轉(zhuǎn)變化較多中。,.,71,有彈性元件撓性聯(lián)軸器,梅花形彈性聯(lián)軸器,彈性元件為梅花形，裝配時，花瓣部分加緊在兩半聯(lián)軸器端面的凸出齒在交錯插進(jìn)時所形成的齒側(cè)空間，起到緩沖

20、減振的作用。,.,72,有彈性元件撓性聯(lián)軸器,輪胎式聯(lián)軸器,富有彈性，具有良好的消振能力，能有效地降低動載荷和補(bǔ)償較大的軸向位移，且絕緣性能好，運轉(zhuǎn)無噪音。 但徑向尺寸較大，當(dāng)轉(zhuǎn)矩較大時，產(chǎn)生附加軸向載荷。,.,73,十字滑塊聯(lián)軸器,工作時,十字滑塊隨兩軸轉(zhuǎn)動,同時滑塊上的兩榫可在兩半聯(lián)軸器的凹槽中滑動，以補(bǔ)償兩軸的徑向位移。 結(jié)構(gòu)簡單、成本低； 適用于兩軸相對偏移量較大、轉(zhuǎn)速不高、工作平穩(wěn)的場合。,無彈性元件撓性聯(lián)軸器,.,74,無彈性元件撓性聯(lián)軸器,允許徑向位移 適用于小功率、高轉(zhuǎn)速、工作較平穩(wěn)的場合,滑塊聯(lián)軸器,兩面帶有凸塊的浮動盤,.,75,無彈性元件撓性聯(lián)軸器,允許較大的角位移； 廣

21、泛應(yīng)用與汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床中。,十字軸式萬向聯(lián)軸器,.,76,無彈性元件撓性聯(lián)軸器,較大的齒側(cè)間隙,齒頂做成球面,有較多齒傳遞轉(zhuǎn)矩承載高，用于重型機(jī)械。,齒式聯(lián)軸器,.,77,無彈性元件撓性聯(lián)軸器,滾子鏈聯(lián)軸器,允許徑向位移，小的角位移 結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便 不適用于有逆轉(zhuǎn)的情況,.,78,二、滾珠絲杠螺母副,絲杠螺母副將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變成直線運動，用較小的驅(qū)動力矩就可獲得較大的軸向牽引力。,.,79,1.工作原理,主要構(gòu)成： 絲杠、絲杠螺母和滾動體（回珠裝置）。 功能：實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動與直線運動之間相互轉(zhuǎn)換或調(diào)整。 作用：用于機(jī)構(gòu)之間能量的傳遞和運動形式的傳遞。,螺母,絲杠,滾珠,.,80,滾珠絲杠螺

22、母副的工作原理,當(dāng)絲杠作為主動體時，螺母就會隨絲杠的轉(zhuǎn)動角度按照對應(yīng)規(guī)格的導(dǎo)程轉(zhuǎn)化成直線運動，被動工件可以通過螺母座和螺母連接，從而實現(xiàn)對應(yīng)的直線運動。,.,81,滾珠絲杠螺母副的特點,優(yōu)點,缺點,傳動效率高 摩擦阻力小 傳動精度高 有可逆性 使用壽命長,制造工藝復(fù)雜， 成本高 不能實現(xiàn)自鎖 抗沖擊能力差 承載能力不如滑 動絲杠傳動大,.,82,滾珠絲杠螺母副的循環(huán)方式,按滾珠的循環(huán)方式分為,外循環(huán),內(nèi)循環(huán),滾珠在循環(huán)過程中有時與絲杠脫離接觸,滾珠在循環(huán)過程中始終與絲杠保持接觸,內(nèi)循環(huán),外循環(huán),.,83,外循環(huán)方式,滾珠在循環(huán)過程結(jié)束后，通過螺母外表面上的螺旋槽或插管返回絲杠螺母間重新進(jìn)入循環(huán)

23、。外循環(huán)采用多圈，常見的外循環(huán)式有插管式和螺旋槽式,.,84,外循環(huán)-插管式,結(jié)構(gòu)：用彎曲成形的管子插入螺母工作圈始、末端孔內(nèi)以引導(dǎo)滾珠通過插管，形成滾珠的多圈循環(huán)鏈。 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，流暢性好，有較好的工藝性，便于大量生產(chǎn) 缺點：徑向外形尺寸較大，擋珠用的端部耐磨性差,.,85,外循環(huán)-螺旋槽式,在螺母體的外圓柱上直接銑出螺旋槽作為滾珠的回程道。 特點：工藝簡單，易于制造，故使用較廣。,.,86,內(nèi)循環(huán),內(nèi)循環(huán)采用單圈，即在一個循環(huán)回路中只有一圈滾珠。 在螺母的側(cè)孔中，裝入接通相鄰兩圈螺紋滾道的反向器，借助反向器上回珠槽實現(xiàn)循環(huán)。,.,87,三、數(shù)控機(jī)床用導(dǎo)軌,機(jī)床上的直線運動部件都是沿著它

24、的床身、立柱、橫梁等上的導(dǎo)軌進(jìn)行運動的。 從廣義上講：導(dǎo)軌副是用來支承和引導(dǎo)運動部件沿一定的軌道運動。,.,88,數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌,作用,導(dǎo)向：引導(dǎo)運動部件按給定運動軌跡準(zhǔn)確運動 支承：即保證運動部件在外力的作用下(運動部件本身的重量、工件重量、切削力及牽引力等)能準(zhǔn)確地沿著一定方向的運動。,.,89,數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌,組成,活動導(dǎo)軌,支承導(dǎo)軌,.,90,滑動導(dǎo)軌,特征：動導(dǎo)軌和支承導(dǎo)軌之間為直接接觸，滑動導(dǎo)軌面之間呈混合摩擦,結(jié)構(gòu)簡單、制造方便和抗振性良好，便于保持精度、剛度，用于對低速均勻性及定位精度要求不高的機(jī)床。,摩擦系數(shù)大、磨損快、使用壽命短、低速易產(chǎn)生爬行。,.,91,滑動導(dǎo)軌,.,9

25、2,塑料導(dǎo)軌,分為：貼塑導(dǎo)軌和注塑導(dǎo)軌 優(yōu)點：摩擦系數(shù)低而穩(wěn)定，吸收振動、耐磨性好、化學(xué)穩(wěn)定性好、維修方便、經(jīng)濟(jì)性好等。 缺點：易蠕變，在靜載荷的長時間作用下，變形增加，且承載能力低，導(dǎo)熱性差。,.,93,滾動導(dǎo)軌,型式：運動件（動導(dǎo)軌）和承導(dǎo)件（靜導(dǎo)軌）之間放置滾動體（滾珠、滾柱、滾針等）,.,94,滾動導(dǎo)軌,特點： 滾動導(dǎo)軌由于滑動件與支承件之間是滾動摩擦，因此，摩擦系數(shù)小，且動、 靜摩擦系數(shù)差別小，低速運動平穩(wěn)，無爬行，運動靈活，定位精度高。 直線滾動導(dǎo)軌由專業(yè)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)。,.,95,直線滾動導(dǎo)軌與平面導(dǎo)軌一樣，有兩個基本元件；一個作為導(dǎo)向的為固定元件（導(dǎo)軌體），另一個是移動元件（滑塊

26、）。它將支承導(dǎo)軌和導(dǎo)向?qū)к壗M合在一起。,滾動導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式,直線滾動導(dǎo)軌,安裝孔,安裝孔,滾動體,導(dǎo)軌,滑塊,.,96,直線滾動導(dǎo)軌,直線導(dǎo)軌被廣泛用于中、小型精密數(shù)控機(jī)床上，特別是中小慣量的高速數(shù)控機(jī)床、激光切割機(jī)、數(shù)控車削中心等。,.,97,滾動導(dǎo)軌塊,滾動體結(jié)構(gòu)如圖所示，使用時，導(dǎo)軌塊裝在運動部件上，每一導(dǎo)軌應(yīng)至少用兩塊或更多塊，導(dǎo)軌塊的數(shù)目取決于導(dǎo)軌的長度和負(fù)載的大小。與之相對的導(dǎo)軌多用鑲鋼淬火導(dǎo)軌。,.,98,第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)故障診斷,數(shù)控機(jī)床屬于技術(shù)密集型和知識密集型設(shè)備，從系統(tǒng) 的基本觀點和原理出發(fā)，考察研究對象，無論是機(jī)械或電氣方面的問題，都要二者兼顧。,.,99,機(jī)械

27、故障的處理是比較麻煩的，要大拆大卸，費很大力氣。所以，維修人員一定要在診斷上有90以上把握時才可以請機(jī)修人員幫忙，特別是在道理上已想清楚，而實驗對故障現(xiàn)象進(jìn)行了必要的分析后，才可以進(jìn)行拆卸。不允許輕易盲目拆卸。,機(jī)械結(jié)構(gòu)故障診斷,.,100,1.主傳動鏈故障診斷,噪聲過大 主軸部件動平衡不良，使主軸回轉(zhuǎn)時振動過大，引起工作噪聲。 對于齒輪變速的形式，主軸傳動齒輪磨損，使齒輪嚙合間隙過大，主軸回轉(zhuǎn)時沖擊振動過大，引起工作噪聲。 主軸支承軸承拉毛或損壞，使主軸回轉(zhuǎn)間隙過大，回轉(zhuǎn)時沖擊、振動過大，引起工作噪聲。,.,101,主傳動鏈故障診斷,主軸在強(qiáng)力切削時停轉(zhuǎn) 主軸電動機(jī)與主軸連接的傳動帶過松。

28、傳動帶表面有油，造成主軸傳動時傳動帶打滑。 傳動帶使用過久而失效，造成主軸電動機(jī)轉(zhuǎn)矩?zé)o法傳動，強(qiáng)力切削時主軸轉(zhuǎn)矩不足。 主軸傳動機(jī)構(gòu)中的離合器、聯(lián)軸器連接、調(diào)整過松或磨損，造成主軸電動機(jī)轉(zhuǎn)矩傳動誤差過大，強(qiáng)力切削時主軸振動強(qiáng)烈。,.,102,主傳動鏈故障診斷,主軸發(fā)熱 主軸軸承預(yù)緊力過大，造成主軸回轉(zhuǎn)時摩擦過大，引起主軸溫度急劇升高。 主軸軸承研傷或損壞，造成主軸回轉(zhuǎn)時摩擦過大，引起主軸溫度急劇升高。 主軸潤滑油臟或有雜質(zhì)，造成主軸回轉(zhuǎn)時阻力過大，引起主軸溫度升高。 主軸軸承潤滑油脂耗盡或潤滑油脂過多，造成主軸回轉(zhuǎn)時阻力、摩擦過大，引起主軸溫度升高。,.,103,主傳動鏈故障診斷,刀具無法夾緊

29、 碟形彈簧位移量太小，使主軸抓刀、夾緊裝置無法到達(dá)正確位置，刀具無法夾緊。 彈簧夾頭損壞，使主軸夾緊裝置無法夾緊刀具。 碟形彈簧失效，使主軸抓刀、夾緊裝置無法運動到達(dá)正確位置，刀具無法夾緊。 刀柄上拉釘過長，頂撞到主軸抓刀、夾緊裝置，使其無法運動到達(dá)正確位置，刀具無法夾緊。,.,104,維修實例,故障現(xiàn)象：開機(jī)后主軸不轉(zhuǎn)動。 故障可能原因及排除 主傳動電動機(jī)燒壞，失去動力源 檢查電動機(jī)電機(jī)運轉(zhuǎn)良好； v帶過長打滑，帶不動主軸 調(diào)整V帶松緊程度主軸仍無法轉(zhuǎn)動； 帶輪的鍵或鍵槽損壞，帶輪空轉(zhuǎn) 檢查傳動鍵沒有損壞； 傳動軸上的齒輪或軸承損壞，造成了傳動卡死 拆下傳動軸發(fā)現(xiàn)軸承，因缺乏潤滑而燒毀，將其

30、拆下后，手動轉(zhuǎn)動主軸正常,.,105,維修實例,故障現(xiàn)象：開機(jī)后主軸不轉(zhuǎn)動。 處理過程： 將軸承裝上后試驗主軸運動正常，但主軸制動時間較長，這時就應(yīng)調(diào)整摩擦盤和銜鐵之間的間隙，將銜鐵和摩擦盤間隙調(diào)至1mm之后，用螺母將其鎖緊之后再試車，主軸制動迅速，故障全排除。,.,106,維修實例,故障現(xiàn)象：孔加工時表面粗糙度值太大。 故障可能原因及處理 主軸徑向間隙大，軸向竄動大 應(yīng)拆卸主軸，修磨墊片，擰緊螺母，保證其徑向圓跳動誤差和軸向竄動量合格。 主軸與軸瓦的接觸精度差 應(yīng)刮研軸瓦或更換新軸承，修復(fù)軸承配合精度 ； 傳動V帶過松或有破損現(xiàn)象 應(yīng)調(diào)整、緊固電動機(jī)座使V帶適當(dāng)張緊或更換新V帶 ； 電動機(jī)振動大