數(shù)控機床裝配調(diào)試與故障診斷

數(shù)控機床裝配調(diào)試與故障診斷第1頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月模塊一數(shù)控機床本體模塊二工作臺模塊三換刀裝置與刀庫數(shù)控機床裝配、調(diào)試與故障診斷高職高專ppt課件第2頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月模塊一數(shù)控機床本體項目一認識數(shù)控機床本體結構項目二機床本體的裝配與調(diào)整項目三床身關鍵尺寸檢驗數(shù)控機床裝配、調(diào)試與故障診斷高職高專ppt課件第3頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月一、數(shù)控機床對結構的要求1、數(shù)控機床自身特點（1）高自動化程度（2）高速大功率和高精度（3）多工序和多功能集成（4）高的可靠性和精度保持性數(shù)控機床裝配、調(diào)試與故障診斷高職高專ppt課件第4頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）數(shù)控機床應具備更高的靜動剛度（2）數(shù)控機床應有更小的熱變形（3）數(shù)控機床運動件之間的摩擦要小，傳動系統(tǒng)的間隙要消除（4）數(shù)控機床應有更好的宜人性2、數(shù)控機床對結構的要求數(shù)控機床裝配、調(diào)試與故障診斷高職高專ppt課件第5頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月二、數(shù)控機床的布局特點1、數(shù)控車床的布局結構特點數(shù)控車床的床身結構和導軌主要有平床身、斜床身以及立式床身三種等。數(shù)控機床裝配、調(diào)試與故障診斷高職高專ppt課件第6頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月傾斜床身數(shù)控車床數(shù)控機床裝配、調(diào)試與故障診斷高職高專ppt課件第7頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月2、加工中心的布局結構特點（1）臥式加工中心

臥式加工中心通常采用移動式立柱，工作臺不升降，T形床身。臥式加工中心的立柱普遍采用雙立柱框架結構形式，主軸箱在兩立柱之間，沿導軌上下移動。這種結構剛性大，熱對稱性好，穩(wěn)定性高。小型臥式加工中心多數(shù)采用固定立柱式結構，其床身不大，且都是整體結構。臥式加工中心各個坐標的運動可由工作臺移動或由主軸移動來完成，也就是說某一方向的運動可以由刀具固定，工件移動來完成，或者是由工件固定，刀具移動來完成。

數(shù)控機床裝配、調(diào)試與故障診斷高職高專ppt課件第8頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)控機床裝配、調(diào)試與故障診斷高職高專ppt課件第9頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)控機床裝配、調(diào)試與故障診斷高職高專ppt課件第10頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）立式加工中心

立式加工中心與臥式加工中心相比，結構簡單，占地面積小，價格也便宜。中小型立式加工中心一般都采用固定立柱式，因為主軸箱吊在立柱一側，通常采用方形截面框架結構、米字形或井字形筋板，以增強抗扭剛度，而且立柱是中空的，以放置主軸箱的平衡重。立式加工中心通常也有三個直線運動坐標，由溜板和工作臺來實現(xiàn)平面上X、Y兩個坐標軸的移動。

第11頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月龍門式數(shù)控銑床第12頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月第13頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月第14頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月第15頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

現(xiàn)代數(shù)控機床的主運動廣泛采用無級變速傳動，用交流調(diào)速電機或直流調(diào)速電機驅(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。三、數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)1、主傳動變速第16頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月第17頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

●減少運動件的磨擦阻力：絲杠和導軌結構的滾動化是減少摩擦的重要措施之一；

●提高傳動精度和剛度；（油的壓縮剛度很低，必須限制油缸的最大行程）

●減少運動慣量；

●穩(wěn)定性好、壽命長：低速下不產(chǎn)生爬行，適應外加載荷的變化而不發(fā)生共振。

●使用維修方便。2、數(shù)控機床對進給運動的要求：第18頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月常用工量具的使用一、塞尺的使用、維護和保養(yǎng)塞尺的規(guī)格

A型B型塞尺片長度/mm塞尺片數(shù)塞尺的厚度及組裝順序75A1375B1375130.02;0.02;0.03;0.03;0.04;-0.1075A1475B1475141.00;0.05;0.06;0.07;0.0875A1775B1775170.50;0.02;0.03;0.04;0.05;第19頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月水平儀氣泡水平儀

檢驗機器安裝面或平板是否水平，及測知傾斜方向與角度大小的測量儀器，其外形系用高級鋼料制造架座，經(jīng)精密加工后，其架座底座必須平整，座面中央裝有縱長圓曲形狀的玻璃管，也有在左端附加橫向小型水平玻璃管，管內(nèi)充滿醚或酒精，并留有一小氣泡，它在管中永遠位于最高點。玻璃筒上在氣泡兩端均有刻度分劃。通常，工廠安裝機器時，常用氣泡水平儀的靈敏度為0.01mm/m、0.02mm/m、0.04mm/m、0.05mm/m、0.1mm/m、0.3mm/m和0.4mm/m等規(guī)格，即是將水平儀置于1m長的直規(guī)或平板之上，當其中一端點有靈敏度指示大小的差異時，如靈敏度為0.01mm/m，即是表示直規(guī)或平板的兩端點有0.01mm的高低差異(相當于兩端點相差2秒)，當1m長的有hmm高度差時，氣泡會一個刻度的差異。

第20頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月氣泡水平儀(Spritlevels)激光水平儀精密水平儀框式水平儀第21頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月電子水平儀(Electroniclevels)

紅外激光水平儀

用來測量高精度的工具機，如NC車床、銑床、切削加工機、三次元量床等床面，其靈敏度非常高，若以測量時可左右偏移25刻度計算，測量工件只在一定的傾斜范圍內(nèi)均可測量。電子水平儀的主要原理有電感式和電容式等兩種。根據(jù)測量方向不同還可分為一維和二維電子水平儀.電感式原理：當水平儀的基座因待測工件傾斜而傾斜時，其內(nèi)部擺錘因移動所造成感應線圈的電壓變化。電容式水平儀其測量原理為一圓形擺錘自由懸掛在細在線，擺錘受地心重力所影響，且懸浮于無摩擦狀況。擺錘的兩邊均設有電極且間隙相同時電容量是相等，若水平儀受待測工件所影響而造成，兩間隙不同距離改變即產(chǎn)生電容不同，形成角度的差異。第22頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月激光干涉儀

以激光波長為已知長度利用邁克耳遜干涉系統(tǒng)測量位移的通用長度測量.工具激光干涉儀有單頻的和雙頻的兩種。

激光具有高強度、高度方向性、空間同調(diào)性、窄帶寬和高度單色性等優(yōu)點。目前常用來測量長度的干涉儀，主要是以邁克爾遜干涉儀為主，并以穩(wěn)頻氦氖激光為光源，構成一個具有干涉作用的測量系統(tǒng)。激光干涉儀可配合各種折射鏡、反射鏡等來作線性位置、速度、角度、真平度、真直度、平行度和垂直度等測量工作，并可作為精密工具機或測量儀器的校正工作。

第23頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

從激光器發(fā)出的光束，經(jīng)擴束準直后由分光鏡分為兩路，并分別從固定反射鏡和可動反射鏡反射回來會合在分光鏡上而產(chǎn)生干涉條紋。當可動反射鏡移動時，干涉條紋的光強變化由接受器中的光電轉換元件和電子線路等轉換為電脈沖信號，經(jīng)整形、放大后輸入可逆計數(shù)器計算出總脈沖數(shù)，再由電子計算機計算出可動反射鏡的位移量L。使用單頻激光干涉儀時，要求周圍大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)，各種空氣湍流都會引起直流電平變化而影響測量結果。單頻激光干涉儀第24頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

在氦氖激光器上，加上一個約0.03特斯拉的軸向磁場。由于塞曼分裂效應和頻率牽引效應,激光器產(chǎn)生1和2兩個不同頻率的左旋和右旋圓偏振光。經(jīng)1/4波片后成為兩個互相垂直的線偏振光,再經(jīng)分光鏡分為兩路。一路經(jīng)偏振片1后成為含有頻率為f1-f2的參考光束。另一路經(jīng)偏振分光鏡后又分為兩路：一路成為僅含有f1的光束,另一路成為僅含有f2的光束。當可動反射鏡移動時,含有f2的光束經(jīng)可動反射鏡反射后成為含有f2±Δf的光束，Δf是可動反射鏡移動時因多普勒效應產(chǎn)生的附加頻率,正負號表示移動方向(多普勒效應是奧地利人C.J.多普勒提出的，即波的頻率在波源或接受器運動時會產(chǎn)生變化)。這路光束和由固定反射鏡反射回來僅含有f1的光的光束經(jīng)偏振片2后會合成為f1-(f2±Δf）的測量光束。測量光束和上述參考光束經(jīng)各自的光電轉換元件、放大器、整形器后進入減法器相減,輸出成為僅含有±Δf的電脈沖信號。經(jīng)可逆計數(shù)器計數(shù)后，由電子計算機進行當量換算（乘1/2激光波長）后即可得出可動反射鏡的位移量。雙頻激光干涉儀第25頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

雙頻激光干涉儀是應用頻率變化來測量位移的，這種位移信息載于f1和f2的頻差上，對由光強變化引起的直流電平變化不敏感，所以抗干擾能力強。它常用于檢定測長機、三坐標測量機、光刻機和加工中心等的坐標精度，也可用作測長機、高精度三坐標測量機等的測量系統(tǒng)。利用相應附件，還可進行高精度直線度測量、平面度測量和小角度測量。

雙頻激光干涉儀第26頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)控車床的種類和檢驗要點第27頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)控車床檢驗標準GB5268-85《車床刀架裝刀槽高度》JB4138-85《精整車床精度》JB3754-84《單軸縱切自動車床參數(shù)》JB1464-94《單軸縱切自動車床精度》JB/T54012-93《單軸縱切自動車床技術條件》ZBJ53010—89《單軸自動車床技術條件》JB3644-84、4321-84《臥式多軸自動車床精度、技術條件》GB4683-93、ZBJ53011-89《轉塔車床精度、技術條件》ZBJ53009-89、ZB/Z123-76《立式車床參數(shù)與系列型譜》JB4116-96《單柱雙柱立式車床精度》JB/T2322-93《臥式車床精度、技術條件》JB/GQ1125-88、JB/GQ1126-88《簡式數(shù)控臥式車床精度、技術條件》JB4369-86、JBn4368-86《數(shù)控臥式車床精度、技術條件》JB2670-82《金屬切削機床檢驗通則》第28頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)控車床檢驗項目(1)幾何精度，即機床基礎件的精度，它是決定加工性能的基本條件。主要包括：床身導軌的直線度、主軸回轉精度、溜板、尾座等移動部件的移動方向與導軌、主軸回轉軸線的平行度或垂直度等。

(2)傳動精度，是指內(nèi)聯(lián)系統(tǒng)傳動鏈兩端件運動相互關系的準確度，車床主要是指主軸和絲杠間傳動鏈精度。

(3)定位精度，是指機床某運動部件從某一位置到達預定的另一理論位置和運動所達實際位置的差值。數(shù)控機床對定位精度要求很高。

(4)工作精度，即機床加工精度，包括：精車外圓的圓度，即在縱截面內(nèi)直徑的一致性、精車端面的平面度和精車螺紋的螺距累積誤差等。第29頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月對三坐標以上的數(shù)控機床，除X、Y、Z三個坐標軸直線進給運動外，還有繞X、Y、Z軸旋轉圓周進給運動或分度運動。數(shù)控機床的圓周運動包括分度運動和連續(xù)圓周進給運動兩種。通常數(shù)控機床的連續(xù)圓周進給運動由數(shù)控回轉工作臺來實現(xiàn)，分度運動由分度工作臺來實現(xiàn)。（1）數(shù)控回轉工作臺數(shù)控轉臺，是在數(shù)控系統(tǒng)的控制下，完成工作臺的圓周進給運動，并能同其他坐標軸實行聯(lián)動，以完成復雜零件的加工，還可以作任意角度轉位和分度。數(shù)控機床的工作臺第30頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月工作臺的運動大都由伺服電機驅(qū)動，經(jīng)減速齒輪和蝸輪蝸桿傳人，其定位精度完全由控制系統(tǒng)和伺服傳動系統(tǒng)的間隙大小決定。因此，用于數(shù)控機床回轉工作臺的蝸輪蝸桿必須有較高的制造精度和裝配精度，而且還要采取措施來消除蝸輪蝸桿副的傳動間隙。

通常消除間隙有兩種方法：一是采用雙蝸桿傳動這種方法可以保證正確的嚙合關系和完全的齒面接觸，但制造成本高，傳動效率低。二是采用雙螺距變齒厚蝸桿，它能夠始終保持正確的嚙合關系，且結構簡單，調(diào)整方便。

第31頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）分度工作臺

數(shù)控機床的分度工作臺與數(shù)控回轉工作臺不同，它只能完成分度運動。它不能實現(xiàn)圓周進給，也就是說在切削過程中不能轉動，只是非切削狀態(tài)下將工件進行轉位換面，以實現(xiàn)在一次裝卡下完成多個面的多工序加工。

第32頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月為了充分發(fā)揮數(shù)控機床的作用，加工中心要完成對工件的多工序加工，必須具備自動更換刀具的功能。為此而設置的更換刀具和刀具儲備的系統(tǒng)稱為自動換刀系統(tǒng)。自動換刀系統(tǒng)應當具備換刀時間短、刀具重復定位精度高、刀具儲備足夠和換刀安全可靠等功能。換刀裝置與刀庫第33頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月自動換刀系統(tǒng)的結構形式隨加工中心的類型不同而不同。（1）回轉刀架式：回轉刀架是一種最簡單的自動換刀系統(tǒng)，用于數(shù)控車床。（2）更換主軸頭式在帶有旋轉刀具的數(shù)控機床中，如數(shù)控鉆床，更換主軸頭是一種比較簡單的換刀方式，常用轉塔的轉位來更換主軸頭，以實現(xiàn)自動換刀。（3）刀庫一機械手式目前大量使用的是帶有刀庫一機械手的自動換刀系統(tǒng)。這種結構形式主軸的剛度高，有利于提高加工精度和效率。刀具的存儲量大，有利于加工復雜零件。第34頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月刀庫形式第35頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

常用于數(shù)控車床：四方、六方刀架或圓盤式軸向裝刀刀架。數(shù)控車床六方刀架工作原理：

1）刀架抬起

2）刀架轉位

3）刀架壓緊

4）轉位油缸復位1、回轉刀架換刀第36頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月1升降活塞2刀架3固定件4配合件5端齒離合器6轉位活塞7空套齒輪8齒條9固定插銷10活動插銷1）刀架抬起3）刀架壓緊

第37頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月1升降活塞2刀架3固定件4配合件5端齒離合器6轉位活塞7空套齒輪8齒條9固定插銷10活動插銷刀架轉位第38頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月1升降活塞2刀架3固定件4配合件5端齒離合器6轉位活塞7空套齒輪8齒條9固定插銷10活動插銷11推桿12觸頭轉位油缸復位10與9反靠周向定位，3與4錐面軸向定位第39頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月二、更換主軸換刀機床的主軸頭就是一個轉塔刀庫。

工作原理：將所需刀具的主軸轉到工作位置（由行程開關組實現(xiàn)主軸號的選定），同時接通主傳動。轉位動作：脫開主傳動；轉塔頭抬起；轉塔頭轉位；轉塔頭定位夾緊；主軸傳動重新接通。

TK-5525型數(shù)控轉塔式鏜銑床第40頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月二、更換主軸換刀特點:

縮短換刀時間；提高了換刀可靠性；主軸數(shù)目會影響主軸系統(tǒng)的剛度。

適用機床：

工序較少、精度要求不高的數(shù)控鉆床、銑床等TK-5525型數(shù)控轉塔式鏜銑床第41頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

類似組合機床，采用多主軸的主軸箱。工作原理：主軸箱庫存若干備用主軸箱，由兩小車運輸。適用場合