文档介绍：常州轻工职业技术学院
数控机床故障诊断及维护课程授课教案 NO: 07
授课日期
授课班级
03机电331
03机电332
课题
数控机床机械结构主要故障诊断方法
授课类型
讲授
课时数
教学
目的
重点
难点
教具
挂图
教学过程
及
时间分配
主要教学内容
教学方法
的运用
1 主轴部件
维护特点
数控机床主轴部件是影响机床加工精度的主要部件,它的回转精度影响工件的加工精度;它的功率大小与问转速度影响加工效率;它的自动变速、准停和换刀等影响机床的自动化程度。因此,要求主轴部件具有与本机床上作性能相适府的高回转精度、刚度、抗振性、耐磨性和低的温升。在结构上,必须很好地解决刀具和工件的装夹、轴承的配置、轴承间隙调整和润滑密封等问题。
主轴的结构根据数控机床的规格、精度采用不同的主轴轴承。一般中、小规格的数控机床的主轴部件多采用成组高精度滚动轴承;重型数控机床采用液体静压轴承;高精度数控机床采用气体静压轴承;转速达20000r/min的主轴采用磁力轴承或氮化硅材料的陶瓷滚珠轴承。
为了保证主轴有良好的润滑,减少摩擦发热,同时又能把主轴组件的热量带走,通常采用循环式润滑系统。用液压泵供油强力润滑,在油箱中使用油温控制器控制油液温度。近年来有些数控机床的主轴轴承采用高级油脂封放方式润滑,每加一次油脂可以使用7—10年,简化了结构,降低了成本且维护保养简单,但需防止润滑油和油脂组合,通常采用迷宫式密封方式。为了适应主轴转速向更高速化发展的需要,新的润滑冷却方式相继开发出来。这些新型润滑冷却方式不单要减少轴承温升,
轴热变形小。
(1)油气润滑方式这种润滑方式近似于油雾润滑方式,所不同的是,油气润滑是定时定量地把油雾送进轴承空隙中,这样既实现了油雾润滑,又不致于油雾太多而污染周围空气;后者则是连续供给油雾。
(2)喷注润滑方式它用较大流量的恒温油(每个轴承3--4L/min)喷注到主轴轴承,以达到润滑、冷却的目的。这里要特别指出的是,较大流量喷注的油,不是自然回流,而是用排油泵强制排油,同时,采用专用高精度大容量恒温油箱、油温变动控制在±℃。
防泄漏
在密封件中,被密封的介质往往是以穿漏、渗透或扩散的形式越界泄漏到密封连接处的彼侧。造成泄漏的基本原因是流体从密封面上的间隙中溢出,或是由于密封部件内外两侧密封介质的压力差或浓度差,致使流体向压力或浓度低的一侧流动。图3—6为卧式加工中心主轴前支承的密封结构。
图3—6 主轴前支承的密封结构
1一进油口 2一轴承 3一套筒 4、5一法兰盘
6—主轴 7—泄漏孔 8一回油斜孔 9一泄油孔
这种主轴前端密封结构也适合于普通卧式车床的主轴前端密封;在油脂润滑状态下使用浓密封结构时,取消了法兰盘泄油孔及回油斜孔,并且有关配合间隙适当放大,经正确加工及装配后同样可达到较为理想的密封效果。
刀具夹紧
在自动换刀机床的刀具自动夹紧装置中,刀具自动夹紧装置的刀杆常采用7:24的大锥度锥柄,既利于定心,也为松刀带来方便。用碟形弹簧通过拉杆及夹头拉住刀柄的尾部,使刀具锥柄和主轴锥孔紧密配合,夹紧力达l0000N以上。松刀时,通过液压缸活塞推动拉杆来压缩碟形弹簧,使夹头涨开,夹头与刀柄上的拉钉脱离,刀具即可拔出进行新、旧刀具的交换,新刀装入后,液压缸活塞后移,新刀具又被碟形弹簧拉紧。在活塞推动拉杆松开刀柄的过程中,压缩空气内喷气头经过活塞中心孔和拉杆中的孔吹出,将锥孔清理干净,防止主轴锥孔中掉人切屑和灰尘,把主轴锥孔表面和刀杆的锥柄划伤,同时保证刀具的正确位置。主轴锥孔的清洁十分重要。
主传动链的维护
1)熟悉数控机床主传动链的结构、性能参数,严禁超性能使用。
2)主传动链出现不正常现象时,应立即停机排除故障
3)操作者应注意观察主轴箱温度,检查主轴润滑恒温油箱,调节温度范围,使油量充足。
4)使用带传动的主轴系统,需定期观察调整主轴驱动皮带的松紧程度,防因皮带打滑造成的丢转现象。
5)因液压系统平衡主轴箱重量的平衡系统,需定期观察液压系统的压力表,当油压低于要求值时,要进行补油。
6)使用液压拔叉变速的主传动系统,必须在主轴停车后变速。
7)使用啮合式电磁离合器变速的主传动系统,离合器必须在低于1~2r/min的转速下变速:
8)注意保持主轴与刀柄连接部位及刀柄的清洁,防止对主轴的机械碰撞。
9)每年对主轴润滑恒温油箱中的润滑油更换一次,并清洗过滤器。
10)每年清理润滑油池底一次,并更换液压泵滤油器。
11)每天检查主轴润滑恒温油箱,使其油量充足,工作正常。
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