【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ， 以避免因軸承潤(rùn)滑脂過(guò)少或過(guò)多引起的主軸發(fā)熱 。 2023/1/16 29 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) ? 另一個(gè)較常見(jiàn)的故障是 潤(rùn)滑油與潤(rùn)滑脂出現(xiàn)混合 ， 最后導(dǎo)致潤(rùn)滑脂稀化并逐步流失 ， 從而造成 主軸端部潤(rùn)滑不良 ， 出現(xiàn)故障 。這種情況發(fā)生后的排除方法是：嚴(yán)格區(qū)分油潤(rùn)滑區(qū)與脂潤(rùn)滑區(qū) ，在主軸部件結(jié)構(gòu)上確保潤(rùn)滑油與潤(rùn)滑脂各自獨(dú)立封閉 。 對(duì)于潤(rùn)滑油 ， 如果是飛濺潤(rùn)滑 ， 則應(yīng)預(yù)留油池 ， 且保證油池液面高度不會(huì)翻越密封裝置進(jìn)入脂潤(rùn)滑區(qū) ， 同時(shí)對(duì)密封裝置的設(shè)計(jì)既要考慮不許油液自下而上漫過(guò)去 ， 也不許飛濺后落下的油液自上而下滲過(guò)去 。 如果是強(qiáng)制噴淋潤(rùn)滑 ， 則應(yīng)在保證前面所述條件的基礎(chǔ)上 ， 另外增加強(qiáng)制回油裝置 。 ? 對(duì)于潤(rùn)滑脂 ， 通常采用迷宮封閉式密封 ， 只要潤(rùn)滑脂的填充量計(jì)算準(zhǔn)確 ， 便可保證能正常工作 。 2023/1/16 30 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) ? (3)油氣潤(rùn)滑方式 ? 隨著高速加工技術(shù)的不斷發(fā)展 ， 數(shù)控機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速越來(lái)越高 。 為與之相適應(yīng) ， 傳統(tǒng)的主軸潤(rùn)滑 ，冷卻方式已不能滿足高轉(zhuǎn)速的要求 ， 取而代之的是新型的潤(rùn)滑冷卻方式 。 目前較常見(jiàn)的是油氣潤(rùn)滑及噴油潤(rùn)滑 。 ? 就噴油潤(rùn)滑而言 ， 較類(lèi)似于第 (1)種情況 ， 由于需把潤(rùn)滑油送入到主軸軸承內(nèi)部 ， 故其所能達(dá)到的主軸轉(zhuǎn)速最高 ， 但此時(shí)需配備附加的供油設(shè)備 。 而油氣潤(rùn)滑是在考慮到避免環(huán)境污染的情況下 ， 用以取代油霧潤(rùn)滑而出現(xiàn)的一種新型潤(rùn)滑方式 。 這種方式為每個(gè)軸承單獨(dú)供油 ， 且定時(shí)定量 ， 既保證了所需的油量 ， 又無(wú)油霧擴(kuò)散 ， 為環(huán)保所兼容 。 2023/1/16 31 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) ? ? 在現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床上 ， 為實(shí)現(xiàn)刀具在主軸上的自動(dòng)裝卸 ， 主軸上必須帶有刀具的自動(dòng)卡緊機(jī)構(gòu) 。 ? 采用自動(dòng)換刀裝置常出現(xiàn)的故障有以下幾種： ? (1)整個(gè)裝置未能實(shí)現(xiàn)內(nèi)力的封閉 。 在進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)時(shí)考慮采用卸荷措施 ， 盡量使拉刀或松刀的力不傳給主軸軸承 ， 而由主軸體承受 ， 這樣就可避免產(chǎn)生上述故障 。 圖 82是卸荷結(jié)構(gòu)的實(shí)例 。 ? 2023/1/16 32 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) ? 圖中油缸體 1上端進(jìn)油 ，壓力油推動(dòng)油缸體 1向上運(yùn)動(dòng) ， 直至零件 4與零件 5接觸后停止 (零件 4由螺釘緊固在一體 )。 在油缸體 1上移的同時(shí) ， 活塞 2由壓力油推動(dòng)下移 ， 從而壓縮碟簧組 7松刀 ， 此時(shí)克服碟簧的力全由主軸體 6承受 (主軸體 6與零件 5由螺釘緊固在一體 )， 不傳到主軸軸承上 ， 即實(shí)現(xiàn)了內(nèi)力的封閉 。 圖 82數(shù)控龍門(mén)鏜銑床主軸的刀具夾緊機(jī)構(gòu) 2023/1/16 33 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) ? (2)拉不緊刀或拉緊后不能松開(kāi) 。 產(chǎn)生此類(lèi)故障的因素或部位很多 ， 但歸納起來(lái) ， 主要因?yàn)闃?gòu)成拉刀裝置的某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了異常的尺寸變化或性能變化 。排除這一類(lèi)故障時(shí)應(yīng)仔細(xì)地逐個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行檢查 ， 找出其真實(shí)原因 ， 再有針對(duì)性地采取措施 。 如碟形彈簧組位移量較小所造成的刀具不能卡緊 ， 此時(shí)只需調(diào)整碟形彈簧組的行程長(zhǎng)度即可解決；又如松刀時(shí)液壓油缸的壓力或行程不夠?qū)е碌毒呖ňo后不能松開(kāi) ， 只需重新調(diào)整油缸液壓力或活塞行程開(kāi)關(guān)位置 ，就能完成松刀動(dòng)作 (如是松刀電磁閥失靈或松刀感應(yīng)開(kāi)關(guān)失靈 ， 只需更換相應(yīng)元件即可 )。 還有的情況是組成拉刀環(huán)節(jié)的某個(gè)零件 (如拉桿 )受損 (變形或斷裂 )，從而導(dǎo)致拉不緊刀或松不開(kāi)刀 ， 此時(shí)應(yīng)更換該零件并找出零件受損的原因 ， 如修改結(jié)構(gòu)或更換材料 ，以確保同樣故障今后不再發(fā)生 。 2023/1/16 34 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) (3)還有一類(lèi)產(chǎn)生于拉刀過(guò)程中的故障是因?yàn)?主軸錐孔中掉進(jìn)了切屑或其他污物 ，在拉緊刀桿時(shí) ， 主軸錐孔表面和刀桿的錐柄就會(huì)被劃傷 ， 并使刀桿發(fā)生偏斜造成定位不準(zhǔn) ， 最后致使零件加工尺寸出錯(cuò) 。 為避免這一類(lèi)故障發(fā)生 ， 必須要確保壓縮空氣噴氣裝置能正常工作 ， 以便在裝刀前可自動(dòng)清除主軸錐孔中的切屑 、 灰塵及其他污物 。 2023/1/16 35 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) ? ? 數(shù)控機(jī)床主軸準(zhǔn)停裝置很多 ， 主要分機(jī)械方式和電氣方式兩種 。 而電氣方式又可分別通過(guò)磁傳感器 、編碼器和數(shù)控系統(tǒng)控制等來(lái)實(shí)現(xiàn)主軸準(zhǔn)停 。 ? 在采用電氣方式時(shí) ， 由機(jī)械部分引起的定向不準(zhǔn)或錯(cuò)位等故障 ， 多半是由于連接電氣元件的緊固裝置因機(jī)床工作時(shí)的振動(dòng)或其他意外碰撞而產(chǎn)生了松動(dòng) ， 從而導(dǎo)致電氣元件移位造成的 ， 較易解決 。 ? 在采用機(jī)械方式時(shí) ， 造成同類(lèi)故障的原因較多 。 要檢查液壓缸定位銷(xiāo)伸出動(dòng)作是否靈活 ， 各電器及液壓元件工作是否正常 、 反應(yīng)是否靈敏等諸多因素 。在診斷時(shí)應(yīng)認(rèn)真檢查 ， 逐項(xiàng)排除 。 但值得注意的是采用這種準(zhǔn)停方式 ， 必須要有一定的邏輯互鎖作保證 ， 才能使得主軸電動(dòng)機(jī)最后能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn) 。 而此工作可由數(shù)控系統(tǒng)所配的可編程控制器來(lái)完成 。 2023/1/16 36 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) 進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)故障的診斷及維修 ? 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)在沒(méi)有實(shí)現(xiàn)直線電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)方式時(shí) ，機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還是必不可少的 。 它主要包括 齒輪傳動(dòng)副 、 滾珠絲杠螺母副 、 靜壓蝸桿蝸輪副 、 雙齒輪齒條副 及其相應(yīng)的 支承部件 等 。 由于數(shù)控機(jī)床功能及性能上的要求 ， 這些部件用在數(shù)控機(jī)床上與用在普通機(jī)床上是有不同點(diǎn)的 。 換言之 ， 用于數(shù)控機(jī)床上時(shí) ， 就必須要滿足數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求 。 數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)主要有 穩(wěn) 、 準(zhǔn) 、 快 、 寬 、 足 五大要求 ，而其中 穩(wěn) 、 準(zhǔn) 、 快 這三項(xiàng)指標(biāo)都是與機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的 。這是由于數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是數(shù)字控制的直接對(duì)象 ， 被加工工件的最終坐標(biāo)位置精度和輪廓精度都與其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的幾何精度 、 傳動(dòng)精度 、 靈敏度和穩(wěn)定性密切相關(guān) 。 可以說(shuō) ， 影響整個(gè)伺服進(jìn)給系統(tǒng)精度的因素除了 伺服驅(qū)動(dòng)單元和電動(dòng)機(jī) 外 ， 也很大程度地取決于 機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 。 因此 ， 進(jìn)給伺服系統(tǒng)中機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的故障診斷及排除是保證數(shù)控機(jī)床能否正常工作的非常重要的環(huán)節(jié) ， 現(xiàn)分部件闡述如下 。 2023/1/16 37 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) ? 進(jìn)給系統(tǒng)采用齒輪傳動(dòng)裝置 ， 是為了使絲杠 、 工作臺(tái)的慣量在系統(tǒng)中占有較小的比重 ， 以實(shí)現(xiàn)慣量匹配；同時(shí)可使高轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)矩的伺服驅(qū)動(dòng)裝置的輸出變?yōu)榈娃D(zhuǎn)速大扭矩 ， 以適應(yīng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行件的需要；另外 ， 也便于歸算所需的脈沖當(dāng)量；有時(shí)也為便于機(jī)械結(jié)構(gòu)位置的布局所考慮 。 但同時(shí)應(yīng)看到在進(jìn)給伺服系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)中增加齒輪傳動(dòng)副 ， 也會(huì)帶來(lái)一些弊端 ， 即也會(huì)增大系統(tǒng)出現(xiàn)故障的概率 。 如增大了機(jī)械傳動(dòng)的噪聲；由于傳動(dòng)環(huán)節(jié)增多 ， 加大了傳動(dòng)間隙 ， 從而使精度降低；或使伺服系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩而不穩(wěn)定；還會(huì)增大機(jī)械動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間造成反應(yīng)滯后等 。 想要避免或減少這些可能出現(xiàn)的故障 ， 需采取一些措施 。 較為有效的辦法是在非十分必要的情況下盡量減少齒輪傳動(dòng)環(huán)節(jié) ， 一旦使用也應(yīng)盡量消除齒輪傳動(dòng)副的間隙 。 具體的消隙方法視齒輪傳動(dòng)副采用直齒 、 斜齒可分類(lèi)如下： 2023/1/16 38 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) ? ? 直齒齒輪傳動(dòng)時(shí)常用的消隙方法有偏心軸調(diào)整法和雙片齒輪錯(cuò)齒法 ， 如圖 83所示 。 2023/1/16 39 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) ? 的消隙方法 ? 斜齒齒輪傳動(dòng)時(shí)常用的消隙方法有軸向墊片調(diào)整法和軸向壓簧調(diào)整法 ， 見(jiàn)圖 84。 2023/1/16 40 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) ? 在數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)鏈中 ， 將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)的方法很多 ， 但滾珠絲杠螺母副傳動(dòng)用得最廣泛 ， 這是由滾珠絲杠螺母副本身的諸多優(yōu)點(diǎn)所決定的 。 但是在使用該傳動(dòng)方式時(shí)仍會(huì)遇到一些問(wèn)題， 處理不當(dāng)便會(huì)產(chǎn)生故障 ， 影響數(shù)控機(jī)床的工作精度 ， 甚至使機(jī)床停止工作 。 使用滾珠絲杠螺母副時(shí)常出現(xiàn)的故障及相應(yīng)的診斷排除方法如下： 2023/1/16 41 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) ? ? 滾珠絲杠螺母副的軸向間隙 ， 是指負(fù)載時(shí)滾珠與滾道接觸的彈性變形所引起的螺母位移量和螺母原有間隙的總和 。 滾珠絲杠螺母副的軸向間隙直接影響其傳動(dòng)剛度和傳動(dòng)精度 ， 尤其是反向傳動(dòng)精度 。 因此 ， 滾珠絲杠螺母副除了對(duì)本身單一方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)精度有要求外 ， 對(duì)其軸向間隙也有嚴(yán)格的要求 。滾珠絲杠螺母副軸向間隙的調(diào)整和預(yù)緊 ， 通常采用雙螺母預(yù)緊方式 ， 其結(jié)構(gòu)形式通常有三種：即墊片調(diào)隙式 ， 螺母調(diào)隙式及齒差調(diào)隙式 。 見(jiàn)圖 8 圖 8圖 87。 2023/1/16 42 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) 圖 85 墊片調(diào)隙式結(jié)構(gòu)圖 2023/1/16 43 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) 圖 86 螺母調(diào)隙式結(jié)構(gòu)圖 2023/1/16 44 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) 圖 87 齒差調(diào)隙式結(jié)構(gòu)圖 2023/1/16 45 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) ? ? 滾珠絲杠螺母副有著很高的傳動(dòng)效率 ， 但不能自鎖。 因此 ， 在使用時(shí) ， 當(dāng)滾珠絲杠螺母副用于垂直傳動(dòng)或水平放置的高速大慣量傳動(dòng)時(shí) ， 一定要考慮安裝制動(dòng)裝置 。 否則 ， 會(huì)使移動(dòng)部件因自重或慣性運(yùn)動(dòng)造成異常故障 ， 嚴(yán)重的會(huì)損壞機(jī)床零部件 。 常用的制動(dòng)方法有采用超越離合器 、 電磁摩擦離合器或使用具有制動(dòng)裝置的伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī) 。 2023/1/16 46 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) ? ? 滾珠絲杠螺母副是高精度的傳動(dòng)元件 ， 在工作中產(chǎn)生噪聲的原因主要是因?yàn)樵谘b配 、 調(diào)整過(guò)程中存在著某些缺陷 。 如緊固件出現(xiàn)松動(dòng) ， 軸承壓蓋不到位， 支承軸承或絲杠螺母出現(xiàn)破損以及潤(rùn)滑不良等現(xiàn)象 。 排除這些故障的辦法是根據(jù)相應(yīng)的故障類(lèi)型逐項(xiàng)檢查各元件 、 各部位 ， 然后采取更換元件 ， 重新調(diào)整 ， 改善潤(rùn)滑條件等措施加以解決 。 2023/1/16 47 產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 武漢科技大學(xué) ? ? 運(yùn)動(dòng)不靈活 ， 也是采用滾珠絲杠螺母副傳動(dòng)經(jīng)常會(huì)遇到的一類(lèi)故障 ， 出現(xiàn)這類(lèi)故障的原因介紹如下： ? 滾珠絲杠軸線與導(dǎo)軌不平行或螺母軸線與導(dǎo)軌不平行 。 這是因?yàn)榻z杠或螺母軸線距定位基面的理論尺寸與實(shí)際加工尺寸有較大誤差或者是由于在裝配時(shí)未能調(diào)整好絲杠支座或螺母座的位置造成的 。 不管是何種原因 ， 排除此故障的方法是重新調(diào)整絲杠支座或