數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用與維護(hù)畢業(yè)論文

1、數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用與維護(hù)摘要馬克思曾經(jīng)說過“各種經(jīng)濟(jì)時(shí)代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動(dòng)資料生產(chǎn)。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動(dòng)的最根本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國(guó)制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。此外世界上各工業(yè)興旺國(guó)家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國(guó)家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來開展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對(duì)我國(guó)實(shí)行封鎖和限制政策?？傊?，大力開展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各興旺國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)開展、提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。 數(shù)

2、控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：(1)機(jī)械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動(dòng)控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)；(6)軟件技術(shù)等。從我國(guó)根本國(guó)情的角度出發(fā)，以國(guó)家的戰(zhàn)略需求和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以提高我國(guó)制造裝備業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期我國(guó)制造裝備業(yè)開展升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化開展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開發(fā)的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式開展。 強(qiáng)調(diào)市

3、場(chǎng)需求為導(dǎo)向，即以數(shù)控終端產(chǎn)品為主，以整機(jī)如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機(jī)床、典型數(shù)字化機(jī)械、重點(diǎn)行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備等帶動(dòng)數(shù)控產(chǎn)業(yè)的開展。重點(diǎn)解決數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)功能部件的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問題。沒有規(guī)模就不會(huì)有高可靠性的產(chǎn)品；沒有規(guī)模就不會(huì)有價(jià)格低廉而富有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品；當(dāng)然，沒有規(guī)模中國(guó)的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。在高精尖裝備研發(fā)方面，要強(qiáng)調(diào)產(chǎn)、學(xué)、研以及最終用戶的緊密結(jié)合，以“做得出、用得上、賣得掉為目標(biāo)，按國(guó)家意志實(shí)施攻關(guān)，以解決國(guó)家之急需。目錄摘要1目錄2第一章 數(shù)控機(jī)床的分類4按加工工藝方法分類4金屬切削類數(shù)控機(jī)床4特種加工類數(shù)控機(jī)床4板材加工類數(shù)控機(jī)床4按控制運(yùn)動(dòng)軌跡分類5

4、1.2.1點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床5直線控制數(shù)控機(jī)床5輪廓控制數(shù)控機(jī)床5按驅(qū)動(dòng)裝置的特點(diǎn)分類6開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床6閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床6半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床6混合控制數(shù)控機(jī)床7第二章 數(shù)控機(jī)床加工工藝分析72.1 刀具材料的選擇72.1.1 較高的硬度和耐磨性7足夠的強(qiáng)度和韌性82.1.3 較高的耐熱性82.1.4 較好的導(dǎo)熱性8良好的工藝性82.2 刀具的幾何角度和結(jié)構(gòu)的選取92.3 合理選擇切削用量102.4 選用適當(dāng)?shù)睦鋮s潤(rùn)滑液10第三章 數(shù)控車削中圓弧的加工技巧實(shí)例123.1圓弧分層切削法123.1.1 圓弧始點(diǎn)、終點(diǎn)均不變，只改變半徑R123.1.2 圓弧始點(diǎn)、終點(diǎn)坐標(biāo)

5、變化，半徑R不變123.1.3 圓弧始點(diǎn)、終點(diǎn)坐標(biāo)，半徑R均變化13第四章 數(shù)控機(jī)床電氣維修技術(shù)14人員條件15關(guān)于預(yù)防性維護(hù)16為了降低故障率，其工作內(nèi)容主要包括以下幾方面的工作。16故障的調(diào)查與分析184.2.3 .電氣維修與故障的排除21維修排故后的總結(jié)提高工作22結(jié)束語(yǔ)22致謝25參考文獻(xiàn)：25第1章 數(shù)控機(jī)床的分類按加工工藝方法分類 金屬切削類數(shù)控機(jī)床 與傳統(tǒng)的車、銑、鉆、磨、齒輪加工相對(duì)應(yīng)的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床等。盡管這些數(shù)控機(jī)床在加工工藝方法上存在很大差異，具體的控制方式也各不相同，但機(jī)床的動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)都是數(shù)字化控制的，具有較高的生產(chǎn)率

6、和自動(dòng)化程度。 在普通數(shù)控機(jī)床加裝一個(gè)刀庫(kù)和換刀裝置就成為數(shù)控加工中心機(jī)床。加工中心機(jī)床進(jìn)一步提高了普通數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率。例如銑、鏜、鉆加工中心，它是在數(shù)控銑床根底上增加了一個(gè)容量較大的刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置形成的，工件一次裝夾后，可以對(duì)箱體零件的四面甚至五面大局部加工工序進(jìn)行銑、鏜、鉆、擴(kuò)、鉸以及攻螺紋等多工序加工，特別適合箱體類零件的加工。加工中心機(jī)床可以有效地防止由于工件屢次安裝造成的定位誤差，減少了機(jī)床的臺(tái)數(shù)和占地面積，縮短了輔助時(shí)間，大大提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。 特種加工類數(shù)控機(jī)床 除了切削加工數(shù)控機(jī)床以外，數(shù)控技術(shù)也大量用于數(shù)控電火花線切割機(jī)床、數(shù)控電火花成型機(jī)床、數(shù)控

7、等離子弧切割機(jī)床數(shù)控火焰切割機(jī)床以及數(shù)控激光加工機(jī)床等。 板材加工類數(shù)控機(jī)床 常見的應(yīng)用于金屬板材加工的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控壓力機(jī)、數(shù)控剪板機(jī)和數(shù)控折彎?rùn)C(jī)等。 近年來，其它機(jī)械設(shè)備中也大量采用了數(shù)控技術(shù)，如數(shù)控多坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、自動(dòng)繪圖機(jī)及工業(yè)機(jī)器人等。 按控制運(yùn)動(dòng)軌跡分類 點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床 位置的精確定位，在移動(dòng)和定位過程中不進(jìn)行任何加工。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)只控制行程終點(diǎn)的坐標(biāo)值，不控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)軌跡，因此幾個(gè)坐標(biāo)軸之間的運(yùn)動(dòng)無(wú)任何聯(lián)系?？梢詭讉€(gè)坐標(biāo)同時(shí)向目標(biāo)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，也可以各個(gè)坐標(biāo)單獨(dú)依次運(yùn)動(dòng)。 這類數(shù)控機(jī)床主要有數(shù)控坐標(biāo)鏜床、數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床、數(shù)控點(diǎn)焊機(jī)等。點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置稱為點(diǎn)位數(shù)控裝

8、置。 直線控制數(shù)控機(jī)床 直線控制數(shù)控機(jī)床可控制刀具或工作臺(tái)以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給速度，沿著平行于坐標(biāo)軸的方向進(jìn)行直線移動(dòng)和切削加工，進(jìn)給速度根據(jù)切削條件可在一定范圍內(nèi)變化。 直線控制的簡(jiǎn)易數(shù)控車床，只有兩個(gè)坐標(biāo)軸，可加工階梯軸。直線控制的數(shù)控銑床，有三個(gè)坐標(biāo)軸，可用于平面的銑削加工。現(xiàn)代組合機(jī)床采用數(shù)控進(jìn)給伺服系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力頭帶有多軸箱的軸向進(jìn)給進(jìn)行鉆鏜加工，它也可算是一種直線控制數(shù)控機(jī)床。數(shù)控鏜銑床、加工中心等機(jī)床，它的各個(gè)坐標(biāo)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度能在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，兼有點(diǎn)位和直線控制加工的功能，這類機(jī)床應(yīng)該稱為點(diǎn)位/直線控制的數(shù)控機(jī)床。 輪廓控制數(shù)控機(jī)床 輪廓控制數(shù)控機(jī)床能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上運(yùn)動(dòng)

9、的位移及速度進(jìn)行連續(xù)相關(guān)的控制，使合成的平面或空間的運(yùn)動(dòng)軌跡能滿足零件輪廓的要求。它不僅能控制機(jī)床移動(dòng)部件的起點(diǎn)與終點(diǎn)坐標(biāo)，而且能控制整個(gè)加工輪廓每一點(diǎn)的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。常用的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床就是典型的輪廓控制數(shù)控機(jī)床。數(shù)控火焰切割機(jī)、電火花加工機(jī)床以及數(shù)控繪圖機(jī)等也采用了輪廓控制系統(tǒng)。輪廓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要比點(diǎn)位/直線控系統(tǒng)更為復(fù)雜，在加工過程中需要不斷進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，然后進(jìn)行相應(yīng)的速度與位移控制?，F(xiàn)在計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置的控制功能均由軟件實(shí)現(xiàn)，增加輪廓控制功能不會(huì)帶來本錢的增加。因此，除少數(shù)專用控制系統(tǒng)外，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置都具有輪廓控制功能。 按驅(qū)動(dòng)裝置的特點(diǎn)分

10、類 開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 這類控制的數(shù)控機(jī)床是其控制系統(tǒng)沒有位置檢測(cè)元件，伺服驅(qū)動(dòng)部件通常為反響式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或混合式伺服步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。數(shù)控系統(tǒng)每發(fā)出一個(gè)進(jìn)給指令，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路功率放大后，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，再經(jīng)過齒輪減速裝置帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，通過絲杠螺母機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為移動(dòng)部件的直線位移。移動(dòng)部件的移動(dòng)速度與位移量是由輸入脈沖的頻率與脈沖數(shù)所決定的。此類數(shù)控機(jī)床的信息流是單向的，即進(jìn)給脈沖發(fā)出去后，實(shí)際移動(dòng)值不再反響回來，所以稱為開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。 開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，本錢較低。但是，系統(tǒng)對(duì)移動(dòng)部件的實(shí)際位移量不進(jìn)行監(jiān)測(cè)，也不能進(jìn)行誤差校正。因此，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的失步、步距角誤差、齒輪與絲杠等傳動(dòng)

11、誤差都將影響被加工零件的精度。開環(huán)控制系統(tǒng)僅適用于加工精度要求不很高的中小型數(shù)控機(jī)床，特別是簡(jiǎn)易經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。 閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 接對(duì)工作臺(tái)的實(shí)際位移進(jìn)行檢測(cè)，將測(cè)量的實(shí)際位移值反響到數(shù)控裝置中，與輸入的指令位移值進(jìn)行比擬，用差值對(duì)機(jī)床進(jìn)行控制，使移動(dòng)部件按照實(shí)際需要的位移量運(yùn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)移動(dòng)部件的精確運(yùn)動(dòng)和定位。從理論上講，閉環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)精度主要取決于檢測(cè)裝置的檢測(cè)精度，也與傳動(dòng)鏈的誤差無(wú)關(guān)，因此其控制精度高。圖1-3所示的為閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)框圖。圖中A為速度傳感器、C為直線位移傳感器。當(dāng)位移指令值發(fā)送到位置比擬電路時(shí)，假設(shè)工作臺(tái)沒有移動(dòng)，那么沒有反響量，指令值使得伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通

12、過A將速度反響信號(hào)送到速度控制電路，通過C將工作臺(tái)實(shí)際位移量反響回去，在位置比擬電路中與位移指令值相比擬，用比擬后得到的差值進(jìn)行位置控制，直至差值為零時(shí)為止。這類控制的數(shù)控機(jī)床，因把機(jī)床工作臺(tái)納入了控制環(huán)節(jié)，故稱為閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的定位精度高，但調(diào)試和維修都較困難，系統(tǒng)復(fù)雜，本錢高。 半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床是在伺服電動(dòng)機(jī)的軸或數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)絲杠上裝有角位移電流檢測(cè)裝置如光電編碼器等，通過檢測(cè)絲杠的轉(zhuǎn)角間接地檢測(cè)移動(dòng)部件的實(shí)際位移，然后反響到數(shù)控裝置中去，并對(duì)誤差進(jìn)行修正。通過測(cè)速元件A和光電編碼盤B可間接檢測(cè)出伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而推算出工作臺(tái)的實(shí)際位移量，將

13、此值與指令值進(jìn)行比擬，用差值來實(shí)現(xiàn)控制。由于工作臺(tái)沒有包括在控制回路中，因而稱為半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。 半閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試比擬方便，并且具有很好的穩(wěn)定性。目前大多將角度檢測(cè)裝置和伺服電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)成一體，這樣，使結(jié)構(gòu)更加緊湊。 混合控制數(shù)控機(jī)床 將以上三類數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)結(jié)合起來，就形成了混合控制數(shù)控機(jī)床?；旌峡刂茢?shù)控機(jī)床特別適用于大型或重型數(shù)控機(jī)床，因?yàn)榇笮突蛑匦蛿?shù)控機(jī)床需要較高的進(jìn)給速度與相當(dāng)高的精度，其傳動(dòng)鏈慣量與力矩大，如果只采用全閉環(huán)控制，機(jī)床傳動(dòng)鏈和工作臺(tái)全部置于控制閉環(huán)中，閉環(huán)調(diào)試比擬復(fù)雜?；旌峡刂葡到y(tǒng)又分為兩種形式： 1開環(huán)補(bǔ)償型。它的根本控制選用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的開環(huán)伺服機(jī)構(gòu)，另外附

14、加一個(gè)校正電路。用裝在工作臺(tái)的直線位移測(cè)量元件的反響信號(hào)校正機(jī)械系統(tǒng)的誤差。 2半閉環(huán)補(bǔ)償型。它是用半閉環(huán)控制方式取得高精度控制，再用裝在工作臺(tái)上的直線位移測(cè)量元件實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)修正，以獲得高速度與高精度的統(tǒng)一。其中A是速度測(cè)量元件如測(cè)速發(fā)電機(jī)，B是角度測(cè)量元件，C是直線位移測(cè)量元件。第2章 數(shù)控機(jī)床加工工藝分析 刀具材料的選擇 在金屬切削過程中，切削層金屬在刀具的作用下承受剪切滑移而塑性變形，刀具與工件、切屑之間擠壓與摩擦使刀具切削局部產(chǎn)生很高的溫度，在斷續(xù)切削加工中還會(huì)受到機(jī)械沖擊及熱沖擊的影響，加劇刀具的磨損，甚至使刀具破損，因此刀具切削局部的材料必須具備以下幾個(gè)條件。  較高的硬

15、度和耐磨性 刀具切削局部的硬度必須高于工件材料的硬度，刀具材料的硬度越高，其耐磨性越好。刀具材料在常溫下的硬度應(yīng)在62HRC以上。 足夠的強(qiáng)度和韌性 刀具在切削過度中承受很大的壓力，有時(shí)在沖擊和振動(dòng)條件下工作，要使刀具不崩刃和折斷，刀具材料必須具有足夠的強(qiáng)度和韌性，一般用抗彎強(qiáng)度表示刀具材料的強(qiáng)度，用沖擊值表示刀具材料的韌性。  較高的耐熱性 耐熱性指刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強(qiáng)度及韌性的性能，是衡量刀具材料切削性能的主要指標(biāo)，這種性能也稱刀具材料紅硬性。  較好的導(dǎo)熱性 刀具材料的導(dǎo)熱系數(shù)越大，刀具傳出的熱量越多，有利于降低刀具的切削溫度和提高刀具的耐用度。 良好

16、的工藝性 為便于刀具的加工制造，要求刀具材料具有良好的工藝性能，如刀具材料的鍛造、軋制、焊接、切削加工和可磨削性、熱處理特性及高溫塑性變形性能，對(duì)于硬質(zhì)合金和陶瓷刀具材料還要求有良好的燒結(jié)與壓力成形的性能。刀具材料的切削性能關(guān)系著刀具的耐用度和生產(chǎn)率，刀具材料的工藝性影響著刀具本身的制造與刃磨質(zhì)量。因此刀具材料宜選擇硬度高、抗粘結(jié)性和韌性好的刀具材料。筆者在切削參數(shù)相同的條件下，對(duì)幾種材料的刀具進(jìn)行了車削比照試驗(yàn)，采用TiC-TiCN-TiN復(fù)合涂層刀片的外圓車刀，耐用度比擬高，工件外表質(zhì)量好，生產(chǎn)率高。這是因?yàn)檫@種涂層硬質(zhì)合金材料的刀片，具有更好的強(qiáng)度和韌性，又因其外表具有更高的硬度和耐磨性

17、，更小的摩擦系數(shù)和更高的耐熱性，而成為數(shù)控車床車削不銹鋼的良好刀具材料，是加工3Cr13不銹鋼的外圓車刀的首選材料。由于沒有這種材料的切斷刀片，通過表2的比照試驗(yàn)可知，YW2硬質(zhì)合金的切削性能也不錯(cuò)，因此可選用YW2材料的刀片作為切斷刀。 刀具的幾何角度和結(jié)構(gòu)的選取 數(shù)控機(jī)床和加工中心用刀具(簡(jiǎn)稱數(shù)控刀具)在國(guó)外開展很快，品種規(guī)格已形成系列。我國(guó)對(duì)數(shù)控刀具的研究開發(fā)起步較晚，數(shù)控刀具的開發(fā)與生產(chǎn)成為我國(guó)工具行業(yè)的薄弱環(huán)節(jié)，數(shù)控刀具的落后已成為影響國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口數(shù)控機(jī)床充分發(fā)揮作用的主要障礙之一。 目前國(guó)外設(shè)計(jì)數(shù)控刀具的方式根本上是通過直接調(diào)用已有的設(shè)計(jì)結(jié)果或經(jīng)過局部修改而形成新的品種或規(guī)格。而國(guó)內(nèi)

18、企業(yè)(包括中國(guó)第一汽車制造廠)在數(shù)控刀具設(shè)計(jì)中那么大多是在商用CAD(多為AutoCAD)軟件平臺(tái)上由設(shè)計(jì)人員進(jìn)行交互式繪圖。由于交互式繪圖很難利用已有的設(shè)計(jì)結(jié)果，勞動(dòng)強(qiáng)度大，設(shè)計(jì)效率低，難以滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。因此，研究開發(fā)先進(jìn)的數(shù)控刀具CAD/CAM技術(shù)，對(duì)于提高數(shù)控刀具設(shè)計(jì)、制造的質(zhì)量和效率十分必要。 在CAD技術(shù)的開展過程中，參數(shù)化技術(shù)的出現(xiàn)是一次重要的革命。該技術(shù)以約束造型為核心，允許工程設(shè)計(jì)人員以尺寸驅(qū)動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的修改，非常適合于結(jié)構(gòu)類似的系列化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。 對(duì)于良好的刀具材料，選擇合理的幾何角度那么顯得尤為重要。加工不銹鋼時(shí)，刀具切削局部的幾何形狀，一般應(yīng)從前角、后角方面

19、的選擇來考慮。在選擇前角時(shí)，要考慮卷屑槽型、有無(wú)倒棱和刃傾角的正負(fù)角度大小等因素。不管何種刀具，加工不銹鋼時(shí)都必須采用較大的前角。增大刀具的前角可減小切屑切離和去除過程中所遇到的阻力。對(duì)后角選擇要求不十分嚴(yán)格，但不宜過小，后角過小容易和工件外表產(chǎn)生嚴(yán)重摩擦，使加工外表粗糙度惡化，加速刀具磨損。并且由于強(qiáng)烈摩擦，增強(qiáng)了不銹鋼外表加工硬化的效應(yīng)T 刀具后角也不宜過大，后角過大，使刀具的楔角減小，降低了切削刃的強(qiáng)度，加速了刀具的磨損。通常，后角應(yīng)比加工普通碳鋼時(shí)適當(dāng)大些。一般車削馬氏體不銹鋼時(shí)，刀具前角g0取10°20°較為適宜。后角a0取5°8°較適宜，最大

20、不超過10°。 此外，刃傾角ls，負(fù)的刃傾角可保護(hù)刀尖，提高刀刃強(qiáng)度，一般選取g0為-10°30°。主偏角kr應(yīng)根據(jù)工件的形狀、加工部位和裝刀情況來選擇。刃口外表粗糙度應(yīng)為Ra0.40.2µm。 在刀具結(jié)構(gòu)上，對(duì)外圓車刀采用外斜式圓弧斷屑槽，靠刀尖處切屑卷曲半徑大，靠外緣處切屑卷曲半徑小，切屑翻向待加工外表而折斷，斷屑情況好。對(duì)于切斷刀，可將副偏角控制在1°以內(nèi)，這樣可以改善排屑條件、延長(zhǎng)刀具的使用壽命。 合理選擇切削用量 切削用量對(duì)工件外表質(zhì)量、刀具耐用度、加工生產(chǎn)率影響較大。而切削理論認(rèn)為，切削速度V對(duì)切削溫度和刀具耐用度的影響最大，進(jìn)給量

21、f次之，ap最小，而在數(shù)控車床上一次走刀加工的外表，其切深量ap是由工件尺寸與材料毛坯尺寸來決定的，一般為03mm。難加工材料的切削速度往往比普通鋼的切削速度低得多，因?yàn)樗俣鹊奶岣?，就?huì)使刀具嚴(yán)重磨損，而不同的不銹鋼材料又有各自不同的最正確切削速度，這個(gè)最正確切削速度只能通過試驗(yàn)或查閱有關(guān)資料確定。用硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行加工時(shí)，一般推薦切削速度V=6080m/min。進(jìn)給量f對(duì)刀具耐用度影響不如切削速度大，但會(huì)影響斷屑和排屑，從而影響工件外表的拉傷、擦傷，影響加工的外表質(zhì)量。被加工外表粗糙度值不高時(shí)，f選用0.10.2mm/r。 總之，對(duì)于難加工材料，一般選用較低的切削速度，中等的走刀量。 選用適

22、當(dāng)?shù)睦鋮s潤(rùn)滑液 越來越多的加工車間正在尋找在加工時(shí)降低冷卻液用量的方法，采用空氣/油霧-最小量潤(rùn)滑(MQL)-或不用潤(rùn)滑劑的干式加工?？商峁┓浅ｓ@人的經(jīng)濟(jì)與生態(tài)益處。但是，這些技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與局限性必須與適宜應(yīng)用及切削要求符合時(shí)才能得以成功應(yīng)用。減少潤(rùn)滑油最少量潤(rùn)滑，或稱準(zhǔn)干式潤(rùn)滑，是將最少量切削液與空氣混合成為氣霧，以提供控制潤(rùn)滑，減少切削邊緣區(qū)的摩擦。 MQL概念是大約15年前為了解決下述幾方面問題而提出的即與各加工車間空氣中浮游的切削液顆粒有關(guān)的環(huán)境侵害及職業(yè)危害問題。切削液的管理，此技術(shù)減少了購(gòu)置切削液的需求及廢切削液的處理本錢。此外，減少了工件、刀具及機(jī)床的清洗次數(shù)。氣霧差不多在加工過程

23、中全部用完，因此，工件、刀具及機(jī)床仍然保持枯燥。加工車間采用MQL技術(shù)加工部件，切屑干凈、枯燥，可以立即回收利用。MQL混合系統(tǒng)輸送準(zhǔn)確數(shù)量的氣霧，將氣霧的液滴直徑控制到特定的公差，保持最正確濕潤(rùn)與潤(rùn)滑。MQL流體的流速為30ml/hr500ml/hr比泛流冷卻的用量低許多數(shù)量級(jí)。在泛流冷卻中，消耗的冷卻液用量多達(dá)10升/分鐘。例如，如果MQL氣霧內(nèi)的潤(rùn)滑油液滴設(shè)定為0.1µm1µm，那么冷卻液用量不到50ml/hr。 雖然某些MQL技術(shù)供給商宣稱，此技術(shù)可采用任何切削液，但是，大多數(shù)加工車間都采用高度精制的植物油或酣類潤(rùn)滑油。這些高性能的油脂具有非材出色的潤(rùn)滑性與自然溶解

24、特性，而且，它們還是環(huán)保型的產(chǎn)品。此外，植物仙類切削液不會(huì)揮發(fā)，在氣霧中采用它們來冷卻切削，能夠穩(wěn)定受控地移除熱量。這有助于將刀具的溫度保持穩(wěn)定，消除刀具熱震的可能性。在要求使用硬質(zhì)合金刀具的應(yīng)用中，這一點(diǎn)非常重要，因?yàn)樗鋮s液通過水的蒸發(fā)移除大量熱，迅速移除切削時(shí)產(chǎn)生的大量熱將會(huì)使硬質(zhì)合金刀具發(fā)生熱震，并引起硬質(zhì)合金刀具內(nèi)鈷粘合劑的分解。 將MQL氣霧輸送到冷卻區(qū)有兩種方法。第一種是依靠外部MQL供給系統(tǒng)，其中空氣與油通過噴嘴混合與輸送至切削處。此系統(tǒng)本錢低廉，可將現(xiàn)有機(jī)床改造成MQL。它不需要對(duì)機(jī)床或控制進(jìn)行大量改造。然而，在某些應(yīng)用中，使用這種MQL輸送系統(tǒng)存在一些缺點(diǎn)，例如，在深鉆孔

25、中，很難將潤(rùn)滑空氣/油霧輸送至刀具/工件界面。另一個(gè)實(shí)例是帶自動(dòng)換刀裝置的機(jī)床MQL輸送系統(tǒng)所用的外部設(shè)備及其噴嘴，會(huì)干擾換刀裝置。 設(shè)計(jì)采用MQL的機(jī)床具有內(nèi)部供給系統(tǒng)，通過主軸將空氣與油輸送至刀具。其中一種類型是配備一個(gè)空氣/油混合室，通過內(nèi)主軸管直接將氣霧輸送至刀具。刀具內(nèi)的管道將氣霧輸送至切削區(qū)。在主軸速度高時(shí)，離心力會(huì)將氣霧中的油滴甩到主軸管的外壁上，這樣、無(wú)法將最正確量的空氣/油氣霧輸送至刀具。 為了克服這一點(diǎn)，另一種設(shè)計(jì)是通過周圍空氣管道內(nèi)的中心管、使油通過主軸?？諝馀c油在刀具附近的室內(nèi)混合，因?yàn)榭諝?油氣霧只在小段距離受主軸旋轉(zhuǎn)的影響，刀具尖端的排出反響據(jù)說得到了改善。通過機(jī)床

26、刀具直接進(jìn)行潤(rùn)滑油預(yù)先設(shè)置，這兩種設(shè)計(jì)都精確控制每個(gè)刀具的潤(rùn)滑油排出量。而且，內(nèi)部MQL系統(tǒng)沒有外部裝置，不會(huì)對(duì)其它設(shè)備造成干擾。 內(nèi)部輸送MQL系統(tǒng)的刀具需要特別考慮。通過刀具輸送氣霧的通道必須設(shè)計(jì)為方向突然改變盡可能少。這對(duì)大直徑刀具來說頗具挑戰(zhàn)性，囚為大直徑刀具中的氣霧流動(dòng)必須改變方向，以到達(dá)其外徑與切削區(qū)。 車削不銹鋼用的冷卻潤(rùn)滑液，應(yīng)該具有高的冷卻性能、高的潤(rùn)滑性能和較好的滲透性。 高的冷卻性能，保證能帶走大量的切削熱。不銹鋼韌性大，切削時(shí)易產(chǎn)生積屑瘤，惡化加工外表，這就要求冷卻潤(rùn)滑液有較高的潤(rùn)滑性能和較好的滲透性。常用的加工不銹鋼冷卻潤(rùn)滑液有硫化油、硫化豆油、煤油加油酸或植物油、四

27、抓化碳加礦物油、乳化液等。 考慮到硫?qū)C(jī)床有一定的腐蝕作用，植物油(如豆油) 容易附在機(jī)床上結(jié)癡和變質(zhì)。筆者選用了四抓化碳與機(jī)油按重量比為1：9 的混合物。其中四抓化碳滲透性好，機(jī)油的潤(rùn)滑性好。試驗(yàn)證明，這種冷卻潤(rùn)滑液適用于外表粗糙度值要求小的不銹鋼零件的半精加工和精加工工序，特別適合于馬氏體類不銹鋼零件的車削加工。第3章 數(shù)控車削中圓弧的加工技巧實(shí)例      數(shù)控車床與普通車床相比具有適應(yīng)性強(qiáng)，加工精度高，生產(chǎn)效率高，能完成復(fù)雜型面的加工等特點(diǎn)。隨著新產(chǎn)品的開發(fā)，其形狀越來越復(fù)雜，精度要求也越來越高，無(wú)疑要充分發(fā)揮數(shù)控車床的優(yōu)點(diǎn)。圓弧加工就

28、表達(dá)了數(shù)控車床的優(yōu)點(diǎn)。但是，在實(shí)際加工大圓弧時(shí)，由于加工工藝的選擇不當(dāng)或缺少輔助計(jì)算工具常常出現(xiàn)編程困難，重者出現(xiàn)異常加工誤差。對(duì)此引起了我的注意，通過長(zhǎng)期的試切實(shí)驗(yàn)，證明應(yīng)用下面方法在圓弧編程中思路簡(jiǎn)單，加工出的零件精度高。下面我以幾種常見零件為例與大家一起討論。 圓弧分層切削法     圓弧始點(diǎn)、終點(diǎn)均不變，只改變半徑R 在零件加工一個(gè)凸圓弧，根據(jù)過兩點(diǎn)作圓弧，半徑越小曲率越大的原那么，因此在切削凸圓弧時(shí)，可以固定始點(diǎn)和終點(diǎn)把半徑R由小逐漸變大至規(guī)定尺寸。但要注意，圓弧半徑最小不得小于品圓弧弦長(zhǎng)的一半。   圓弧始點(diǎn)、終點(diǎn)坐標(biāo)變化，半徑R不

29、變     如圖2所示，在零件上加工一個(gè)凹圓弧，為了合理分配吃刀量，保證加工質(zhì)量，采用等半徑圓弧遞進(jìn)切削，編程思路簡(jiǎn)單。圖2N10 G01 X54 Z-30 F0 .3;     N20 G02 X60 Z-33 R10 F0 .2;     N30 G00 X54 Z-30;     N40 G01 X48 F0.3 ;     N50 G02 X60 Z-36 R10 F0.2;     N60 G00 X48

30、Z-30;     N70 G01 X42 F0.3 ;     N80 G02 X60 Z-39 R10 F0.2;     N90 G00 X42 Z-30;     N100 G01 X40 F0.3;     N110 G02 X60 Z-40 R10 F0.1;     圓弧始點(diǎn)、終點(diǎn)坐標(biāo)，半徑R均變化     如圖3所示，在零件一端加工一個(gè)半球，在該種情況下，走刀軌跡的半徑R

31、等于上次走刀半徑R與Z(或X)方向的變化量Z(X)之差。圖3 N10 G01 X0 Z10 F0.3;     N20 G03 X60 Z-20 R30 F0.2 ;     N30 G00 Z6;     N40 X0;     N50 G03 X60 Z-20 R26 F0.2;     N60 G00 Z2;     N70 X0;     N80 G03 X60 Z-20 R22

32、 F0.2 ,     N90 G00 Z0;     N100 X0;     N110 G03 X60 Z-20 R20 F0.1;  第4章 數(shù)控機(jī)床電氣維修技術(shù)數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用越來越廣泛，然而我國(guó)從事數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)計(jì)、應(yīng)用與維修技術(shù)工作的工程技術(shù)人員數(shù)以萬(wàn)計(jì)，然而由于此項(xiàng)技術(shù)的復(fù)雜性、多樣性和多變性以及一些客觀環(huán)境因素的制約，在數(shù)控機(jī)床電氣維修技術(shù)方面還沒有形成一套成熟的、完整的理論體系。當(dāng)今控制理論與自動(dòng)化技術(shù)的高速開展，尤其是微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的日新月異，使得數(shù)控技術(shù)也在

33、同步飛速開展，數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式上的PC基、開放化和性能上的多樣化、復(fù)雜化、高智能化不僅給其應(yīng)用從觀念到實(shí)踐 帶來了巨大變化，也在其維修理論、技術(shù)和手段上帶來了很大的變化。因此，一篇講座形式的文章不可能把已經(jīng)形成了一門專門學(xué)科的數(shù)控機(jī)床電氣維修技術(shù)理論完整地表述出來，本文僅是將多年的實(shí)踐探索及業(yè)內(nèi)眾同仁的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)加以適當(dāng)?shù)臍w納整理，以求對(duì)該學(xué)科理論的開展及工程技術(shù)人員的實(shí)踐有所裨益。 數(shù)控機(jī)床的身價(jià)從幾十萬(wàn)元到上千萬(wàn)元，一般都是企業(yè)中關(guān)鍵產(chǎn)品關(guān)鍵工序的關(guān)鍵設(shè)備，一旦故障停機(jī)，其影響和損失往往很大。但是，人們對(duì)這樣的設(shè)備往往更多地是看重其效能，而不僅對(duì)合理地使用不夠重視，更對(duì)其保養(yǎng)及維修

34、工作關(guān)注太少，日常不注意對(duì)保養(yǎng)與維修工作條件的創(chuàng)造和投入，故障出現(xiàn)臨時(shí)抱佛腳的現(xiàn)象很是普遍。因此，為了充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效益，我們一定要重視維修工作，創(chuàng)造出良好的維修條件。由于數(shù)控機(jī)床日常出現(xiàn)的多為電氣故障，所以電氣維修更為重要人員條件數(shù)控機(jī)床電氣維修工作的快速性、優(yōu)質(zhì)性關(guān)鍵取決于電氣維修人員的素質(zhì)條件。1.首先是有高度的責(zé)任心和良好的職業(yè)道德2.識(shí)面要廣，要學(xué)習(xí)并根本掌握有關(guān)數(shù)控機(jī)床電氣控制的各學(xué)科知識(shí)，如計(jì)算機(jī)技術(shù)、模擬與數(shù)字電路技術(shù)、自動(dòng)控制與拖動(dòng)理論、控制技術(shù)、加工工藝以及機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)，當(dāng)然還包括上節(jié)所講的根本數(shù)控知識(shí)。3.經(jīng)過良好的技術(shù)培訓(xùn)。數(shù)控技術(shù)根底理論的學(xué)習(xí)，尤其是針對(duì)具體數(shù)控

35、機(jī)床的技術(shù)培訓(xùn)，首先是參加相關(guān)的培訓(xùn)班和機(jī)床安裝現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際培訓(xùn)，然后向有經(jīng)驗(yàn)的維修人員學(xué)習(xí)，而更重要且更長(zhǎng)時(shí)間的是自學(xué)。四.于實(shí)踐。要積極投入數(shù)控機(jī)床的維修與操作的工作中去，在不斷的實(shí)踐中提高分析能力和動(dòng)手能力。五.握科學(xué)的方法。要做好維修工作光有熱情是不夠的，還必須在長(zhǎng)期的學(xué)習(xí)和實(shí)踐中總結(jié)提高，從中提煉出分析問題、解決問題的科學(xué)的方法。六.習(xí)并掌握各種電氣維修中常用的儀器、儀表和工具。七.握一門外語(yǔ)，特別是英語(yǔ)。起碼應(yīng)做到能看懂技術(shù)資料。4.2關(guān)于預(yù)防性維護(hù)為了降低故障率，其工作內(nèi)容主要包括以下幾方面的工作。(1)人員安排 為每臺(tái)數(shù)控機(jī)床分配專門的操作人員、工藝人員和維修人員，所有

36、人員都要不斷地努力提高自己的業(yè)務(wù)技術(shù)水平。(2)建規(guī)建檔 針對(duì)每臺(tái)機(jī)床的具體性能和加工對(duì)象制定操作規(guī)章，建立工作與維修檔案，管理者要經(jīng)常檢查、總結(jié)、改良。(3)日常保養(yǎng) 對(duì)每臺(tái)數(shù)控機(jī)床都應(yīng)建立日常維護(hù)保養(yǎng)方案，包括保養(yǎng)內(nèi)容(如坐標(biāo)軸傳動(dòng)系統(tǒng)的潤(rùn)滑、磨損情況，主軸潤(rùn)滑等，油、水氣路，各項(xiàng)溫度控制，平衡系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，傳動(dòng)帶的松緊，繼電器、接觸器觸頭清潔，各插頭、接線端是否松動(dòng)，電氣柜通風(fēng)狀況等等)及各功能部件和元?dú)饧谋ｐB(yǎng)周期(每日、每月、半年或不定期)。(4)提高利用率 數(shù)控機(jī)床如果較長(zhǎng)時(shí)間閑置不用，當(dāng)需要使用時(shí)，首先機(jī)床的各運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)會(huì)由于油脂凝固、灰塵甚至生銹而

37、影響其靜、動(dòng)態(tài)傳動(dòng)性能，降低機(jī)床精度，油路系統(tǒng)的 堵塞更是一大煩事；從電氣方面來看，由于一臺(tái)數(shù)控機(jī)床的整個(gè)電氣控制系統(tǒng)硬件是由數(shù)以 萬(wàn)計(jì)的電子元器件組成的，他們的性能和壽命具有很大離散性，從宏觀來看分三個(gè)階段：在一年之內(nèi)根本上處于所謂“磨合階段。在該階段故障率呈下降趨勢(shì)，如果在這期間不斷開動(dòng)機(jī)床那么會(huì)較快完成“磨合任務(wù)，而且也可充分利用一年的維修期；第二階段為有效壽命 階段，也就是充分發(fā)揮效能的階段。在合理使用和良好的日常維護(hù)保養(yǎng)的條件下，機(jī)床正常運(yùn)轉(zhuǎn)至少可在五年以上；第三階段為系統(tǒng)壽命衰老階段，電器硬件故障會(huì)逐漸增多，數(shù)控系統(tǒng)的使用壽命平均在810年左右。 因此

38、，在沒有加工任務(wù)的一段時(shí)間內(nèi)，最好較低速度下空運(yùn)行機(jī)床，至少也要經(jīng)常給數(shù)控系統(tǒng)通電，甚至每天都應(yīng)通電。數(shù)控機(jī)床的電氣故障可按故障的性質(zhì)、表象、原因或后果等分類。(1)以故障發(fā)生的部位，分為硬件故障和軟件故障。硬件故障是指電子、電器件、印制電路板、電線電纜、接插件等的不正常狀態(tài)甚至損壞，這是需要修理甚至更換才可排除的故障。而軟件故障一般是指PLC邏輯控制程序中產(chǎn)生的故障，需要輸入或修改某些數(shù)據(jù)甚至修改PLC程序方可排除的故障。零件加工程序故障也屬于軟件故障。最嚴(yán)重的軟件故障那么是數(shù)控系統(tǒng)軟件的缺損甚至喪失，這就只有與生產(chǎn)廠商或其效勞機(jī)構(gòu)聯(lián)系解決了。(2)以故障出現(xiàn)時(shí)有無(wú)指示，分為有診斷指示故障和

39、無(wú)診斷指示故障。當(dāng)今的數(shù)控系統(tǒng)都設(shè)計(jì)有完美的自診斷程序，時(shí)實(shí)監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的軟、硬件性能，一旦發(fā)現(xiàn)故障那么會(huì)立即報(bào)警或者還有簡(jiǎn)要文字說明在屏幕上顯示出來，結(jié)合系統(tǒng)配備的診斷手冊(cè)不僅可以找到故障發(fā)生的原因、部位，而且還有排除的方法提示。機(jī)床制造者也會(huì)針對(duì)具體機(jī)床設(shè)計(jì)有相關(guān)的故障指示及診斷說明書。上述這兩局部有診斷指示的故障加上各電氣裝置上的各類指示燈使得絕大多數(shù)電氣故障的排除較為容易。無(wú)診斷指示的故障一局部是上述兩種診斷程序的不完整性所致(如開關(guān)不閉合、接插松動(dòng)等)。這類故障那么要依靠對(duì)產(chǎn)生故障前的工作過程和故障現(xiàn)象及后果，并依靠維修人員對(duì)機(jī)床的熟悉程度和技術(shù)水平加以分析、排除。(3)以故障出現(xiàn)時(shí)

40、有無(wú)破壞性，分為破壞性故障和非破壞性故障。對(duì)于破壞性故障，損壞工件甚至機(jī)床的故障，維修時(shí)不允許重演，這時(shí)只能根據(jù)產(chǎn)生故障時(shí)的現(xiàn)象進(jìn)行相應(yīng)的檢查、分析來排除之，技術(shù)難度較高且有一定風(fēng)險(xiǎn)。如果可能會(huì)損壞工件，那么可卸下工件，試著重現(xiàn)故障過程，但應(yīng)十分小心。(4)以故障出現(xiàn)的或然性，分為系統(tǒng)性故障和隨機(jī)性故障。系統(tǒng)性故障是指只要滿足一定的 條件那么一定會(huì)產(chǎn)生確實(shí)定的故障；而隨機(jī)性故障是指在相同的條件下偶爾發(fā)生的故障，這類故障的分析較為困難，通常多與機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的局部松動(dòng)錯(cuò)位、局部電氣工件特性漂移或可靠性降低、電氣裝置內(nèi)部溫度過高有關(guān)。此類故障的分析需經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)、綜合判斷才可能排除。(5)以

41、機(jī)床的運(yùn)動(dòng)品質(zhì)特性來衡量，那么是機(jī)床運(yùn)動(dòng)特性下降的故障。在這種情況下，機(jī)床雖 能正常運(yùn)轉(zhuǎn)卻加工不出合格的工件。例如機(jī)床定位精度超差、反向死區(qū)過大、坐標(biāo)運(yùn)行不平穩(wěn)等。這類故障必須使用檢測(cè)儀器確診產(chǎn)生誤差的機(jī)、電環(huán)節(jié)，然后通過對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)的最正確化調(diào)整來排除。此處故障的分類是為了便于故障的分析排除，而一種故障的產(chǎn)生往往是多種類型的混合，這 就要求維修人員具體分析，參照上述分類采取相應(yīng)的分析、排除法。 故障的調(diào)查與分析這是排故的第一階段，是非常關(guān)鍵的階段，主要應(yīng)作好以下工作：詢問調(diào)查在接到機(jī)床現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)故障要求排除的信息時(shí)，首先應(yīng)要求操作者盡量保持現(xiàn)場(chǎng)

42、0;故障狀態(tài)，不做任何處理，這樣有利于迅速精確地分析故障原因。同時(shí)仔細(xì)詢問故障指示情況、故障表象及故障產(chǎn)生的背景情況，依此做出初步判斷，以便確定現(xiàn)場(chǎng)排故所應(yīng)攜帶的工具、儀表、圖紙資料、備件等，減少往返時(shí)間?，F(xiàn)場(chǎng)檢查到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，首先要驗(yàn)證操作者提供的各種情況的準(zhǔn)確性、完整性，從而核實(shí) 初步判斷的準(zhǔn)確度。由于操作者的水平，對(duì)故障狀況描述不清甚至完全不準(zhǔn)確的情況不乏其例，因此到現(xiàn)場(chǎng)后仍然不要急于動(dòng)手處理，重新仔細(xì)調(diào)查各種情況，以免破壞了現(xiàn)場(chǎng)，使排故增加難度。故障分析根據(jù)的故障狀況按上節(jié)所述故障分類方法分析故障類型，從而確定排故原 那么。由于大多數(shù)故障是有指示的，所以一般情況下，對(duì)

43、照機(jī)床配套的數(shù)控系統(tǒng)診斷手冊(cè)和使 用說明書，可以列出產(chǎn)生該故障的多種可能的原因。確定原因?qū)Χ喾N可能的原因進(jìn)行排查從中找出本次故障的真正原因，這時(shí)對(duì)維修人員是 一種對(duì)該機(jī)床熟悉程度、知識(shí)水平、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和分析判斷能力的綜合考驗(yàn)。排出故障準(zhǔn)備有的故障的排除方法可能很簡(jiǎn)單，有些故障那么往往較復(fù)雜，需要做一系列的準(zhǔn) 備工作，例如工具儀表的準(zhǔn)備、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采購(gòu)甚至排故方案步驟的制定等等。數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的調(diào)查、分析與診斷的過程也就是故障的排除過程，一旦查明了原因 ，故障也就幾乎等于排除了。因此故障分析診斷的方法也就變得十分重要了。下面把電

44、氣故障的常用診斷方法綜合列于下。(1)直觀檢查法 這是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的檢查。詢問 向故障現(xiàn)場(chǎng)人員仔細(xì)詢問故障產(chǎn)生的過程、故障表象及故障后果，并且在整個(gè)分析 判斷過程中可能要屢次詢問。目視總體查看機(jī)床各局部工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)(例如各坐標(biāo)軸位置、主軸狀態(tài)、 刀庫(kù)、機(jī)械手位置等)，各電控裝置(如數(shù)控系統(tǒng)、溫控裝置、潤(rùn)滑裝置等)有無(wú)報(bào)警指示，局部查看有無(wú)保險(xiǎn)燒煅，元器件燒焦、開裂、電線電纜脫落，各操作元件位置正確與否等等 。觸摸在整機(jī)斷電條件下可以通過觸摸各主要電路板的安裝狀況、各插頭座的插接狀況、 各功率及信號(hào)導(dǎo)

45、線(如伺服與電機(jī)接觸器接線)的聯(lián)接狀況等來發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)故障的原因。 通電這是指為了檢查有無(wú)冒煙、打火、有無(wú)異常聲音、氣味以及觸摸有無(wú)過熱電動(dòng)機(jī)和元件存在而通電，一旦發(fā)現(xiàn)立即斷電分析。(2)儀器檢查法 使用常規(guī)電工儀表，對(duì)各組交、直流電源電壓，對(duì)相關(guān)直流及脈沖信號(hào)等 進(jìn)行測(cè)量，從中找尋可能的故障。例如用萬(wàn)用表檢查各電源情況，及對(duì)某些電路板上設(shè)置的 相關(guān)信號(hào)狀態(tài)測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量，用示波器觀察相關(guān)的脈動(dòng)信號(hào)的幅值、相位甚至有無(wú)，用PLC 編程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。(3)信號(hào)與報(bào)警指示分析法硬件報(bào)警指示這是指包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)在內(nèi)的各電

46、子、電器裝置上的各種狀態(tài)和故障指示燈，結(jié)合指示燈狀態(tài)和相應(yīng)的功能說明便可獲知指示內(nèi)容及故障原因與排除方法。 軟件報(bào)警指示如前所述的系統(tǒng)軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設(shè)有報(bào)警顯示，依據(jù)顯示的報(bào)警號(hào)對(duì)照相應(yīng)的診斷說明手冊(cè)便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。 (4)接口狀態(tài)檢查法現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)多將PLC集成于其中，而CNC與PLC之間那么以一系列接口信號(hào)形式相互通訊聯(lián)接。有些故障是與接口信號(hào)錯(cuò)誤或喪失相關(guān)的，這些接口信號(hào)有的可以在相應(yīng)的接口板和輸入/輸出板上有指示燈顯示，有的可以通過簡(jiǎn)單操作在CRT屏幕上顯示，而所有的接口信號(hào)都可以用PLC編程器調(diào)出。這種檢查方法要求維修人員既要

47、熟悉本機(jī)床的接口信號(hào)，又要熟悉PLC編程器的應(yīng)用。(5)參數(shù)調(diào)整法數(shù)控系統(tǒng)、PLC及伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都設(shè)置許多可修改的參數(shù)以適應(yīng)不同機(jī)床、 不同工作狀態(tài)的要求。這些參數(shù)不僅能使各電氣系統(tǒng)與具體機(jī)床相匹配，而且更是使機(jī)床各項(xiàng)功能到達(dá)最正確化所必需的。因此，任何參數(shù)的變化(尤其是模擬量參數(shù))甚至喪失都是不允許的；而隨機(jī)床的長(zhǎng)期運(yùn)行所引起的機(jī)械或電氣性能的變化會(huì)打破最初的匹配狀態(tài)和最正確化狀態(tài)。此類故障多指故障分類一節(jié)中后一類故障，需要重新調(diào)整相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)方可排除。這種方法對(duì)維修人員的要求是很高的，不僅要對(duì)具體系統(tǒng)主要參數(shù)十分了解，既知曉其地址熟悉其作用，而且要有較豐富的電氣調(diào)試經(jīng)驗(yàn)。

48、(6)備件置換法當(dāng)故障分析結(jié)果集中于某一印制電路板上時(shí)，由于電路集成度的不斷擴(kuò)大而要把故障落實(shí)于其上某一區(qū)域乃至某一元件是十分困難的，為了縮短停機(jī)時(shí)間，在有相同備件的條件下可以先將備件換上，然后再去檢查修復(fù)故障板。備件板的更換要注意以下問題。更換任何備件都必須在斷電情況下進(jìn)行。許多印制電路板上都有一些開關(guān)或短路棒的設(shè)定以匹配實(shí)際需要，因此在更換備件板上一 定要記錄下原有的開關(guān)位置和設(shè)定狀態(tài)，并將新板作好同樣的設(shè)定，否那么會(huì)產(chǎn)生報(bào)警而不能工作。某些印制電路板的更換還需在更換后進(jìn)行某些特定操作以完成其中軟件與參數(shù)的建立。這 一點(diǎn)需要仔細(xì)閱讀相應(yīng)電路板的使用說明。有些印制電路板是

49、不能輕易拔出的，例如含有工作存儲(chǔ)器的板，或者備用電池板，它會(huì)丟 失有用的參數(shù)或者程序。必須更換時(shí)也必須遵照有關(guān)說明操作。鑒于以上條件，在拔出舊板更換新板之前一定要先仔細(xì)閱讀相關(guān)資料，弄懂要求和操作步驟 之后再動(dòng)手，以免造成更大的故障。(7)交叉換位法 當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障板或者不能確定是否故障板而又沒有備件的情況下，可以將系統(tǒng)中相同或相兼容的兩個(gè)板互換檢查，例如兩個(gè)坐標(biāo)的指令板或伺服板的交換從中判斷故障板或故障部位。這種交叉換位法應(yīng)特別注意，不僅硬件接線的正確交換，還要將一系列相應(yīng)的參數(shù)交換，否那么不僅達(dá)不到目的，反而會(huì)產(chǎn)生新的故障造成思維的混亂，一定要事先考慮周全，設(shè)計(jì)好軟、硬件交

50、換方案，準(zhǔn)確無(wú)誤再行交換檢查。(8)特殊處理法 當(dāng)今的數(shù)控系統(tǒng)已進(jìn)入PC基、開放化的開展階段，其中軟件含量越來越豐富，有系統(tǒng)軟件、機(jī)床制造者軟件、甚至還有使用者自己的軟件，由于軟件邏輯的設(shè)計(jì)中不可防止的一些問題，會(huì)使得有些故障狀態(tài)無(wú)從分析，例如死機(jī)現(xiàn)象。對(duì)于這種故障現(xiàn)象那么可以采取特殊手段來處理，比方整機(jī)斷電，稍作停頓后再開機(jī)，有時(shí)那么可能將故障消除。維修人員可以在自己的長(zhǎng)期實(shí)踐中摸索其規(guī)律或者其他有效的方法。4.2.3 .電氣維修與故障的排除 (1)電源電源是維修系統(tǒng)乃至整個(gè)機(jī)床正常工作的能量來源，它的失效或者故障輕者會(huì)丟 失數(shù)據(jù)、造成停機(jī)。重者會(huì)毀壞系統(tǒng)局部甚至全部。西方國(guó)家由于

51、電力充足，電網(wǎng)質(zhì)量高，因此其電氣系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)考慮較少，這對(duì)于我國(guó)有較大波動(dòng)和高次諧波的電力供電網(wǎng)來說就略顯缺乏，再加上某些人為的因素，難免出現(xiàn)由電源而引起的故障。我們?cè)谠O(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床的供電系統(tǒng)時(shí)應(yīng)盡量做到：提供獨(dú)立的配電箱而不與其他設(shè)備串用。電網(wǎng)供電質(zhì)量較差的地區(qū)應(yīng)配備三相交流穩(wěn)壓裝置。電源始端有良好的接地。進(jìn)入數(shù)控機(jī)床的三相電源應(yīng)采用三相五線制，中線(N)與接地(PE)嚴(yán)格分開。電柜內(nèi)電器件的布局和交、直流電線的敷設(shè)要相互隔離。(2)數(shù)控系統(tǒng)位置環(huán)故障位置單元報(bào)警。可能是位置測(cè)量回路開路；測(cè)量元件損壞；位置控制建立的接口信號(hào)不存在等。坐標(biāo)軸在沒有指令的情況下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)?？赡苁瞧七^大；位置單元

52、或速度單元接成正反響；反響接線開路；測(cè)量元件損壞。(3)機(jī)床坐標(biāo)找不到零點(diǎn)?？赡苁橇惴较蛟谶h(yuǎn)離零點(diǎn)；編碼器損壞或接線開路；光柵零點(diǎn)標(biāo) 記移位；回零減速開關(guān)失靈。(4)機(jī)床動(dòng)態(tài)特性變差，工件加工質(zhì)量下降，甚至在一定速度下機(jī)床發(fā)生振動(dòng)。這其中有很 大一種可能是機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)間隙過大甚至磨損嚴(yán)重或者導(dǎo)軌潤(rùn)滑不充分甚至磨損造成的；對(duì)于電氣控制系統(tǒng)來說那么可能是速度單元、位置單元和相關(guān)參數(shù)已不在最正確匹配狀態(tài)，應(yīng)在機(jī)械故障根本排除后重新進(jìn)行最正確化調(diào)整。(5)偶發(fā)性停機(jī)故障。這里有兩種可能的情況：一種情況是如前所述的相關(guān)軟件設(shè)計(jì)中的問 題造成在某些特定的操作與功能運(yùn)行組合下的

53、停機(jī)故障，一般情況下機(jī)床斷電后重新通電便會(huì)消失；另一種情況是由環(huán)境條件引起的，如強(qiáng)力干擾(電網(wǎng)或周邊設(shè)備)、溫度過高、濕度過大等。這種環(huán)境因素往往被人們所無(wú)視，例如南方地區(qū)將機(jī)床置于普通廠房甚至靠近敞開 的大門附近，電柜長(zhǎng)時(shí)間開門運(yùn)行，附近有大量產(chǎn)生粉塵、金屬屑或水霧的設(shè)備等等。這些因素不僅會(huì)造成故障，嚴(yán)重的還會(huì)損壞系統(tǒng)與機(jī)床，務(wù)必注意改善。4.維修排故后的總結(jié)提高工作對(duì)數(shù)控機(jī)床電氣故障進(jìn)行維修和分析排除后的總結(jié)與提高工作是排故的第三階段，也是十分重要的階段，應(yīng)引起足夠重視?？偨Y(jié)提高工作的主要內(nèi)容包括：詳細(xì)記錄從故障的發(fā)生、分析判斷到排除過程中出現(xiàn)的各種問題，采取的各種措施，涉 及到的相關(guān)電路圖、相關(guān)參數(shù)和相關(guān)軟件，其間錯(cuò)誤分析和排除故障方法也應(yīng)記錄并記錄其無(wú)效的原因。除填入維修檔案外，內(nèi)容較多者還要另文詳細(xì)書寫。有條件的維修人員應(yīng)該從較典型的故障排除實(shí)踐中找出常有普遍意義的內(nèi)容作為研究課題 進(jìn)行理論性探討，寫出論文，從