王小媚

摘 要：數(shù)控車床在加工零件的過程中，很多時(shí)候加工出來的零件并不滿足圖紙的要求，看似正常的過程卻不知問題出在哪里。例如CJK6132數(shù)控車床在加工時(shí)尺寸不穩(wěn)定，X向與實(shí)際尺寸相差0.02mm或0.015mm不等。本文就針對(duì)這一常見現(xiàn)象，以CJK6132數(shù)控車床為案例，對(duì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象的故障原因進(jìn)行分析診斷與排除，并寫出維修流程。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床；加工精度誤差大；故障原因分析與排除；維修流程

CJK6132是一種簡(jiǎn)易式的數(shù)控車床，經(jīng)過改造后基本能滿足教學(xué)的需求，但學(xué)生在操作過程中經(jīng)常會(huì)碰到加工精度不符合要求的情況，讓他們百思不得其解。數(shù)控車床加工出來的零件不合格，是數(shù)控車床綜合故障的最終表現(xiàn)，很多時(shí)候這種故障是帶有隱秘性與漸發(fā)性，其產(chǎn)生的原因具有復(fù)雜性與多樣性，給排除故障帶來不少的困難，因此在排除過程中必須要熟讀說明書與操作指南，對(duì)數(shù)控車床的性能特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)布局等有全面的了解。

CJK6132技術(shù)參數(shù)

一、可能產(chǎn)生的故障原因

通過對(duì)上述故障現(xiàn)象的初步分析，可以判斷出上述故障可能是由以下原因造成的：

1）刀架換刀后未鎖緊。

2）機(jī)械運(yùn)動(dòng)阻力不均衡，快速運(yùn)行或大切削量切削時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)失步。

3）加工工藝不合理。

4）機(jī)床水平變差，安裝不牢固。

5）數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)生失步或所選配的驅(qū)動(dòng)器功率不夠，扭矩小。

6）加工工件使用的刀具選型不對(duì)，刀具易磨損，刀具裝夾不正或不緊等。

7）機(jī)床在長(zhǎng)期使用中磨損，絲杠的間隙增大，機(jī)床的絲杠反向間隙過大使加工過程的尺寸漂浮不定，故工件的尺寸誤差總在此間隙范圍內(nèi)變化。

8）主軸存在全跳動(dòng)或竄動(dòng)。

9）尾座中心線與主軸軸心線同軸度差。

二、故障原因的分析與排除

（一）數(shù)控維修原則

數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的六大原則是：①先外部后內(nèi)部；②先機(jī)械后電氣；③先靜后動(dòng)；④先公用后專用；⑤先簡(jiǎn)單后復(fù)雜；⑥先一般后特殊。

（二）數(shù)控維修常用的診斷方法

①問；②看；③聽；④嗅覺和觸摸；⑤互換法；⑥隔離法。

（三）CJK6132數(shù)控車床X向加工尺寸不符合要求的故障原因分析與排除

根據(jù)數(shù)控維修的原則與診斷方法，對(duì)比這列出的9種可能的原因，該故障可能是由單一的原因引起的，也可能是由多種原因共同作用導(dǎo)致的，所以我們每一項(xiàng)都要進(jìn)行排查，以確保再次加工時(shí)不會(huì)再發(fā)生這種現(xiàn)象。

在這么多原因當(dāng)中，我們可以先從簡(jiǎn)單的入手，再到復(fù)雜的。排查的順序如下：

①檢查加工工藝數(shù)據(jù)。根據(jù)所加工材料的性質(zhì)，合理地編制加工工藝，選擇適當(dāng)?shù)闹鬏S轉(zhuǎn)速，切削進(jìn)給速度和切削用量。經(jīng)過檢查，加工者所選擇的切削用量三要素都能根據(jù)材料的性質(zhì)，刀具的材料，工件的相關(guān)技術(shù)要求，編制的工藝合理。

②檢查所用刀具，只是輕微受到磨損，不影響加工，但是車刀伸出刀架稍長(zhǎng)，而刀具應(yīng)盡可能伸出的短些，因?yàn)檐嚨渡斐鲞^長(zhǎng)，刀桿剛性相對(duì)減弱，切削時(shí)在切削力的作用下，容易產(chǎn)生振動(dòng)，使車出的工件表面不光潔。一般車刀伸出的長(zhǎng)度不超過刀桿厚度的2倍。經(jīng)調(diào)整，刀具裝夾正確，工裝夾具正常。這個(gè)細(xì)節(jié)是加工者在操作過程中粗心導(dǎo)致，正確的車刀安裝方法如下圖所示：

車刀的安裝

③檢查刀架換刀后反轉(zhuǎn)時(shí)間是否足夠（新刀架反鎖時(shí)間t=1.2s即可），是否使刀架有足夠的時(shí)間來鎖緊，檢查刀架的定位和鎖緊螺母是否松動(dòng)。經(jīng)檢查，各項(xiàng)目正常，換刀后，用百分表側(cè)頭觸及刀架前端，用手晃動(dòng)刀架上的刀具，觀察百分表指示，經(jīng)測(cè)量刀架鎖緊正常。

④關(guān)閉電源開關(guān)，用手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠，感覺機(jī)械傳動(dòng)順暢。

⑤由于機(jī)床振動(dòng)，容易造成機(jī)床水平變化，水平不良對(duì)機(jī)床精度相當(dāng)影響大，不僅工件加工精度會(huì)受影響，長(zhǎng)期以往，機(jī)床本身的固有結(jié)構(gòu)精度也會(huì)發(fā)生不良改變。

故使用水平儀測(cè)量機(jī)床水平，發(fā)現(xiàn)機(jī)床水平變化明顯，對(duì)于普通機(jī)床，水平儀讀數(shù)不超過0.04/1000mm，對(duì)于高精度的機(jī)床，水平儀超過0.02/1000mm。調(diào)整時(shí)可選用精度（下轉(zhuǎn)第167頁）（上接第165頁）0.02mm/每格的條式水平儀，但調(diào)整之前必須先確認(rèn)水平儀本身之絕對(duì)水平，確認(rèn)方法是，首先將水平儀放于工作臺(tái)上指定點(diǎn)；然后待氣泡穩(wěn)定后記錄其位置，在旋轉(zhuǎn)180°氣泡停止時(shí)須與0°比較公差允許1/3格以內(nèi)。按步驟調(diào)好水平后，緊固水平調(diào)整螺栓。

⑥檢查數(shù)控系統(tǒng)。

首先判斷程序是否按圖紙要求編制，然后再根據(jù)所選的配置檢查設(shè)置的參數(shù)是否合理，其次考慮所選配的驅(qū)動(dòng)器是否合理，驅(qū)動(dòng)器應(yīng)該與伺服電機(jī)是配套的（包括功率、扭矩），看原來電機(jī)是多少功率，按照原來電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速選伺服電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速，伺服電機(jī)確定了，伺服驅(qū)動(dòng)器也就確定了，然后驅(qū)動(dòng)器要與數(shù)控系統(tǒng)形成對(duì)接，完成閉環(huán)。經(jīng)查，所選驅(qū)動(dòng)器合理。再而通過觀察相位燈判斷電腦發(fā)給驅(qū)動(dòng)器的脈沖是否有失步現(xiàn)象，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)失步會(huì)影響數(shù)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制精度，造成數(shù)控機(jī)床加工精度下降，經(jīng)觀察，正常。最后發(fā)現(xiàn)快速定位速度參數(shù)設(shè)置稍高。原設(shè)置為5000，現(xiàn)設(shè)置為6000。這是操作者為了提高加工速度私自修改了參數(shù)，將其修改為出廠設(shè)定值5000。

⑦檢查絲杠間隙，發(fā)現(xiàn)明顯變大。先通過調(diào)整絲杠螺母，調(diào)整滾珠絲杠預(yù)緊，調(diào)整減速齒輪間隙使間隙減少，再通過百分表測(cè)出間隙值（一般間隙在0.15mm以內(nèi)），通過數(shù)控系統(tǒng)反向間隙參數(shù)補(bǔ)償系統(tǒng)，使工件加工尺寸符合要求。

⑧檢查主軸靜態(tài)精度正常，無徑向圓跳動(dòng)、端面全跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)。

⑨檢查尾座中心線與主軸軸心線的同軸度正常。

三、維修流程圖

四、結(jié)束語

數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的產(chǎn)物，技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。數(shù)控機(jī)床的故障也是多種多樣、各不相同，故障原因一般都比較復(fù)雜，因此在出現(xiàn)故障時(shí)，維修人員也不要急于動(dòng)手，盲目處理。雖然故障是千變?nèi)f化的，但只要我們掌握了方法，細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)，故障總會(huì)迎刃而解。