【正文】 ....................................................22 第五章 機(jī)床簡(jiǎn)單故障排除方法與簡(jiǎn)單維修中的注意事項(xiàng) 結(jié)語(yǔ) 致謝 參考文獻(xiàn)第一章 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生發(fā)展與策略在機(jī)械制造工業(yè)中并不是所有的產(chǎn)品零件都具有很大的批量，單件與小批量生產(chǎn)的零件（批量在10～100件）約占機(jī)械加工總量的80%以上。為了滿足多品種，小批量的自動(dòng)化生產(chǎn)，迫切需要一種靈活的，通用的，能夠適用產(chǎn)品頻繁變化的柔性自動(dòng)化機(jī)床。它為單件、小批量生產(chǎn)的精密復(fù)雜零件提供了自動(dòng)化的加工手段。用計(jì)算機(jī)控制加工功能，稱計(jì)算機(jī)數(shù)控（puterized numerical，縮寫ＣＮＣ）。從應(yīng)用來(lái)說(shuō)，數(shù)控機(jī)床就是將加工過(guò)程所需的各種操作（如主軸變速、松加工件、進(jìn)刀與退刀、開(kāi)車與停車、選擇刀具、供給切削液等）和步驟，以及刀具與工件之間的相對(duì)位移量都用數(shù)字化的代碼來(lái)表示，通過(guò)控制介質(zhì)將數(shù)字信息送入專用的或通用的計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)輸入的信息進(jìn)行處理與運(yùn)算，發(fā)出各種指令來(lái)控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，是機(jī)床自動(dòng)加工出所需要的零件。強(qiáng)調(diào)市場(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)的發(fā)展。沒(méi)有規(guī)模就不會(huì)有高可靠性的產(chǎn)品；沒(méi)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(méi)有規(guī)模中國(guó)的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。在競(jìng)爭(zhēng)前數(shù)控技術(shù)方面，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)研究開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品，為我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個(gè)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)?？傊?它是從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全過(guò)程。利用一般的計(jì)算工具，通過(guò)各種數(shù)學(xué)方法，人工進(jìn)行刀具軌跡的運(yùn)算，并進(jìn)行指令編制。適用于中等復(fù)雜程度程序、計(jì)算量不大的零件編程，對(duì)機(jī)床操作人員來(lái)講必須掌握。對(duì)于具有空間自由曲面、復(fù)雜型腔的零件，刀具軌跡數(shù)據(jù)計(jì)算相當(dāng)繁瑣，工作量大，極易出錯(cuò)，且很難校對(duì)，有些甚至根本無(wú)法完成。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)不僅向用戶編程提供了一般的準(zhǔn)備功能和輔助功能，而且為編程提供了擴(kuò)展數(shù)控功能的手段。數(shù)控編程同計(jì)算機(jī)編程一樣也有自己的“語(yǔ)言”,但有一點(diǎn)不同的是,它還沒(méi)發(fā)展到那種相互通用的程度,也就是說(shuō),當(dāng)我要對(duì)一個(gè)毛坯進(jìn)行加工時(shí),（1）UGUnigraphics 是美國(guó)Unigraphics Solution公司開(kāi)發(fā)的一套集CAD、CAM、CAE 功能于一體的三維參數(shù)化軟件，是當(dāng)今最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、分析和制造的高端軟件，用于航空、航天、汽車、輪船、通用機(jī)械和電子等工業(yè)領(lǐng)域。UG 優(yōu)點(diǎn)提供可靠、精確的刀具路徑能直接在曲面及實(shí)體上加工良好的使用者界面，客戶也可自行化設(shè)計(jì)界面多樣的加工方式，便于設(shè)計(jì)組合高效率的刀具路徑完整的刀具庫(kù)加工參數(shù)庫(kù)管理功能包含二軸到五軸銑削、車床銑削、線切割大型刀具庫(kù)管理實(shí)體模擬切削泛用型后處理器等功能高速銑功能CAM客戶化模板（2）CatiaCatia是法國(guó)達(dá)索（Dassault）公司推出的產(chǎn)品，法制幻影系列戰(zhàn)斗機(jī)、波音73777的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)均采用Catha。CATIA具有較強(qiáng)的編程能力，可滿足復(fù)雜零件的數(shù)控加工要求。（3）Pro/E 是美國(guó) PTC（參數(shù)技術(shù)有限公司）開(kāi)發(fā)的軟件，是全世界最普及的三維 CAD/CAM（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造）系統(tǒng)。具有零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品裝配、模具開(kāi)發(fā)、數(shù)控加工、造型設(shè)計(jì)等多種功能。（4）C（imatronCAD/CAM系統(tǒng)以色列Cimatron公司的CAD/CAM/PDM產(chǎn)品，是較早在微機(jī)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)三維CAD/CAM全功能的系統(tǒng)。CimatronCAD/CAM系統(tǒng)在國(guó)際上的模具制造業(yè)備受歡迎，國(guó)內(nèi)模局制造行業(yè)也在廣泛使用。Mastercam具有較強(qiáng)的曲面粗加工及的曲面精加工的功能，曲面精加工有多種選擇方式，可以滿足復(fù)雜零件的曲面加工要求，同時(shí)具備多軸加工功能。（6）FeatureCAM美國(guó)DELCAM公司開(kāi)發(fā)的基于特征的全功能CAM軟件，全新的特征概念，超強(qiáng)的特征識(shí)別，基于工藝知識(shí)庫(kù)的材料庫(kù)，刀具庫(kù)，圖標(biāo)導(dǎo)航的基于工藝卡片的編程模式。DELCAM軟件后編輯功能相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較好的。（7）CAXA制造工程師CAXA制造工程師是北京北航海爾軟件有限公司推出一款全國(guó)產(chǎn)化的CAM產(chǎn)品，為國(guó)產(chǎn)CAM軟件在國(guó)內(nèi)CAM市場(chǎng)中占據(jù)了一席之地。CAXA制造工程師是一款面向二至五軸數(shù)控銑床與加工中心、具有良好工藝性能的銑削/鉆削數(shù)控加工編程軟件。（8）EdgeCAM英國(guó)Pathtrace公司出品的具有智能化的專業(yè)數(shù)控編程軟件，可應(yīng)用于車、銑、線切割等數(shù)控機(jī)床的編程。英國(guó)路徑公司正在進(jìn)行中國(guó)市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)和運(yùn)作，為國(guó)內(nèi)的制造業(yè)的客戶提供更多的選擇。VERICUT 采用了先進(jìn)的三維顯示及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，對(duì)數(shù)控加工過(guò)程的模擬達(dá)到了極其逼真的程度。編程人員將各種編程軟上生成的數(shù)控加工程序?qū)隫ERICUTVERICUT中，由該軟件進(jìn)行校驗(yàn)，可檢測(cè)原軟件編程中產(chǎn)生的計(jì)算錯(cuò)誤，降低加工中由于程序錯(cuò)誤導(dǎo)致的加工事故率。隨著制造業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控編程軟件的開(kāi)發(fā)和使用也進(jìn)入了一個(gè)高速發(fā)展的新階段，新產(chǎn)品層出不窮，功能模塊越來(lái)越細(xì)化，工藝人員可是在微機(jī)上輕松地設(shè)計(jì)出科學(xué)合理并富有個(gè)性化的數(shù)控加工工藝，把數(shù)控加工編程變得更加容易、便捷，對(duì)零件圖樣要求的形狀、尺寸、精度、材料及毛坯進(jìn)行分析，明確加工內(nèi)容與要求；確定加工方案、走刀路線、切削參數(shù)以及選擇刀具及夾具等。，在完成上述兩個(gè)步驟后，按照數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定使用的功能指令代碼和程序段格式，編寫加工程序單。，利用數(shù)控系統(tǒng)提供的圖形顯示功能，檢查刀具軌跡的正確性。國(guó)際上廣泛采用兩種標(biāo)準(zhǔn)代碼：（1）ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)代碼（2）EIA美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)代碼字在數(shù)控加工程序中，字是指一系列按規(guī)定排列的字符，作為一個(gè)信息單元存儲(chǔ)、傳遞和操作。如：“X2500”是一個(gè)字，X為地址符，數(shù)字“2500”為地址中的內(nèi)容。（1）順序號(hào)字N順序號(hào)又稱程序段號(hào)或程序段序號(hào)。其作用為校對(duì)、條件跳轉(zhuǎn)、固定循環(huán)等。G00～G99（3）尺寸字尺寸字用于確定機(jī)床上刀具運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)的坐標(biāo)位置。在一些數(shù)控系統(tǒng)中，還可以用P指令暫停時(shí)間、用R指令圓弧的半徑等。對(duì)于車床，F(xiàn)可分為每分鐘進(jìn)給和主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給兩種，對(duì)于其它數(shù)控機(jī)床，一般只用每分鐘進(jìn)給。（5）主軸轉(zhuǎn)速功能字S主軸轉(zhuǎn)速功能字的地址符是S，又稱為S功能或S指令，用于指定主軸轉(zhuǎn)速。（6）刀具功能字T刀具功能字的地址符是T，又稱為T功能或T指令，用于指定加工時(shí)所用刀具的編號(hào),如T01。（7）輔助功能字M輔助功能字的地址符是M，后續(xù)數(shù)字一般為1～3位正整數(shù)，又稱為M功能或M指令，用于指定數(shù)控機(jī)床輔助裝置的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，如M00～M99。程序段格式是指程序段中的字、字符和數(shù)據(jù)的安排形式。程序格式（1）程序開(kāi)始符、結(jié)束符程序開(kāi)始符、結(jié)束符是同一個(gè)字符，ISO代碼中是%，EIA代碼中是EP，書寫時(shí)要單列段。一般要求單列一段。每個(gè)程序段一般占一行。一般要求單列一段。這樣編程人員在不考慮機(jī)床上工件與刀具具體運(yùn)動(dòng)的情況下，就可以依據(jù)零件圖樣，確定機(jī)床的加工過(guò)程（2）機(jī)床坐標(biāo)系的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床坐標(biāo)系中X、Y、Z坐標(biāo)軸的相互關(guān)系用右手笛卡爾直角坐標(biāo)系決定。例如銑床上，有機(jī)床的縱向運(yùn)動(dòng)、橫向運(yùn)動(dòng)以及垂向運(yùn)動(dòng)。標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床坐標(biāo)系中X、Y、Z坐標(biāo)軸的相互關(guān)系用右手笛卡爾直角 坐標(biāo)系決定：（1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互為90176。（2）大拇指的指向?yàn)閄坐標(biāo)的正方向，食指的指向?yàn)閅坐標(biāo)的正方向，中指的指向?yàn)閆坐標(biāo)的正方向。（3）運(yùn)動(dòng)方向的規(guī)定增大刀具與工件距離的方向即為各坐標(biāo)軸的正方向，下圖為數(shù)控車床上兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的正方向。（2）X坐標(biāo)X坐標(biāo)平行于工件的裝夾平面，一般在水平面內(nèi)。2）如果刀具做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，則分為兩種情況： Z坐標(biāo)水平時(shí)，觀察者沿刀 具主軸向工件看時(shí)，+X運(yùn)動(dòng)方向指向右方；Z坐標(biāo)垂直時(shí)，觀察者面對(duì)刀具主軸向立柱看時(shí)，+X運(yùn)動(dòng)方向指向右方。（3）Y坐標(biāo)在確定X、Z坐標(biāo)的正方向后，可以用根據(jù)X和Z坐標(biāo)的方向，按照右手直角坐標(biāo)系來(lái)確定Y坐標(biāo)的方向。它在機(jī)床裝配、調(diào)試時(shí)就已確定下來(lái)，是數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)參考點(diǎn)。同時(shí)，通過(guò)設(shè)置參數(shù)的方法，也可將機(jī)床原點(diǎn)設(shè)定在X、Z坐標(biāo)的正方向極限位置上。第三章 圖由與編程、（1） 工藝分析（1）技術(shù)要求分析。（2）制定裝夾方案﹑定位基準(zhǔn)﹑加工起點(diǎn)﹑換刀點(diǎn)。①定位基準(zhǔn)：工件軸心線為基準(zhǔn)。將圖紙方向旋轉(zhuǎn)180度粗精加工外輪廓；調(diào)頭夾已加工表面55直徑（夾保護(hù)墊圈），鉆孔。（3）制定加工工藝路線，確定刀具及切削用量。這種標(biāo)注方法，既便于編程，也便于協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、檢測(cè)基準(zhǔn)與編程零點(diǎn)的設(shè)置和計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．算。在分析零件圖時(shí)，要分析各種幾何元素的條件是否充分，如果不充分，則無(wú)法對(duì)被加工的零件進(jìn)行編程或造型。（4）零件內(nèi)輪廓和外形輪廓的幾何類型和尺寸是否統(tǒng)一在數(shù)控編程，如果零件的內(nèi)輪廓與外輪廓幾何類型相同或相似，考慮是否可以編在同一個(gè)程序，盡可能減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)，以減少輔助時(shí)間，提高加工效率。（5）零件的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能否采用較大直徑的刀具進(jìn)行加工采用較大直徑銑刀來(lái)加工，可以減少刀具的走刀次數(shù)，提高刀具的剛性系統(tǒng)，不但加工效率得到提高，而且工件表面和底面的加工質(zhì)量也相應(yīng)的得到提高。當(dāng)D一定時(shí)，圓角半徑r（如圖（31）所示）越大，銑刀端刃銑削平面的能力越差，效率也就越低，工藝性也越差。當(dāng)D越大而r越小，銑刀端刃銑削平面的面積就越大，加工平面的能力越強(qiáng)，銑削工藝性當(dāng)然也越好。（7）保證基準(zhǔn)統(tǒng)一原則若零件在銑削完一面后再重新安裝銑削面的另一面，由于基準(zhǔn)不統(tǒng)一，往往會(huì)因?yàn)榱慵匦掳惭b而接不好刀，加工結(jié)束后正反兩面上的輪廓位置及尺寸的不協(xié)調(diào)。（8）考慮零件的變形情況當(dāng)零件在數(shù)控銑削過(guò)程中有變形情況時(shí)，不但影響零件的加工質(zhì)量，有時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)蹦刀的現(xiàn)象。當(dāng)然也可以采用熱處理的方法來(lái)解決。(1)機(jī)床的選擇平面輪廓零件的輪廓多由直線、圓弧和曲線組成，一般在兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床上加工；具有三維曲面輪廓的零件，多采用三坐標(biāo)或三坐標(biāo)以上聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床。經(jīng)粗、精銑的平面，尺寸精度可達(dá)IT8～I(xiàn)T10級(jí)，～?？准庸し桨傅拇_定，應(yīng)根據(jù)加工孔的加工要求，尺寸、具體的生產(chǎn)條件，批量的大小以及毛坯上有無(wú)預(yù)加孔合理選用。工件材料為淬火鋼以外的金屬。此方案適用于加工除工件材料為淬火鋼以外的金屬，(6)加工精度為IT7級(jí)，當(dāng)孔徑小于12mm時(shí)，可采用鉆→粗鉸→精鉸加工方案；當(dāng)孔徑在12mm至60mm之間時(shí)，可采用鉆→擴(kuò)→粗鉸→精鉸加工方案。(7）孔精度要求較低且孔徑較大時(shí)，可采用立銑刀粗銑→精銑加工方案。(8）有同軸度要求的小孔，須采用饒平端面→打中心孔→鉆→半精鏜→孔口倒角→精鏜（或 鉸）加工方案?？卓诘菇前才旁诎刖庸ぶ?、精加工之前，以防孔內(nèi)產(chǎn)生毛刺。直徑在Ｍ６mm以下的螺紋，在數(shù)控機(jī)床上完成底孔加工后，通過(guò)其他手段來(lái)完成攻螺紋。直徑在Ｍ２５mm以上的螺紋，可采用鏜刀片鏜削加工或采用圓弧插補(bǔ)（G02或G03）指令來(lái)完成。由于獲得同一級(jí)精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實(shí)際選擇時(shí)，要結(jié)合零件的形狀、尺寸和熱處理要求全面考慮。確定加工方案時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)主要表面的尺寸精度和表面粗糙度的要求，初步確定為達(dá)到這些要求所需要的加工方法，即精加工的方法，再確定從毛坯到最終成形的加工方案。外形輪廓面的加工，若單純從技術(shù)上考慮，最好的加工方案是采用多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床，這樣不但生產(chǎn)效率高，而且加工質(zhì)量好。，通常采用球頭銑刀，輪廓面的加工精度主要通過(guò)控制走刀步長(zhǎng)和加工帶寬度來(lái)保證。如圖（52）所示，球頭刀半徑為R，零件曲面上曲率半徑為ρ，行距為Ｓ，加工后曲面表面殘留高度為Ｈ。rR177。圖（42）行距的計(jì)算圖第五章 機(jī)床簡(jiǎn)單故障排除方法與簡(jiǎn)單維修中的注意事項(xiàng)（1）初始化復(fù)位法：一般情況下，由于瞬時(shí)故障引起的系統(tǒng)報(bào)警，可用硬件復(fù)位或開(kāi)關(guān)系統(tǒng)電源依次來(lái)清除故障，若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電，拔插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化清除，清除前應(yīng)注意作好數(shù)據(jù)拷貝記錄，若初始化后故障仍無(wú)法排除，則進(jìn)行硬件診斷。有時(shí)由于用戶程序錯(cuò)誤亦可造成故障停機(jī)，對(duì)此可以采用系統(tǒng)的塊搜索功能進(jìn)行檢查，改正所有錯(cuò)誤，以確保其正常運(yùn)行。通過(guò)對(duì)電位計(jì)的調(diào)節(jié)，修正系統(tǒng)故障。如在某廠，其主軸在啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)發(fā)生皮帶打滑，原因是其主軸負(fù)載轉(zhuǎn)矩大，而驅(qū)動(dòng)裝置的斜升時(shí)間設(shè)定過(guò)小，經(jīng)調(diào)節(jié)后正常。通過(guò)調(diào)節(jié)速度調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)和積分時(shí)間，來(lái)使伺服系統(tǒng)達(dá)到即有較高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，而又不振蕩的最佳工作狀態(tài)。（4）備件替換法：用好的備件替換診斷出壞的線路板，并做相應(yīng)的初始化啟動(dòng)，使機(jī)床迅速投入正常運(yùn)轉(zhuǎn)，然后將壞板修理或返修，這是目前最常用的排故辦法。對(duì)于高頻干擾可以采用電容濾波法，通過(guò)這些預(yù)防性措施來(lái)減少電源板的故障。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員。拆卸下的壓件及螺釘應(yīng)放在專門的盒內(nèi)，以免丟失，裝配后，盒內(nèi)的東西應(yīng)全部用上，否則裝配不完整。烙鐵頭應(yīng)作適當(dāng)?shù)男拚?，以適應(yīng)集成電路的焊接，并避免焊接時(shí)碰傷別的元器件。（4）線路板上大多刷有阻焊膜，因此測(cè)量時(shí)應(yīng)找到相應(yīng)的焊點(diǎn)作為測(cè)試點(diǎn)，不要鏟除焊膜，有的板子全部刷有絕緣層，則只有在焊點(diǎn)處用刀片刮開(kāi)絕緣層。有的維修人員具有一定的家電維修經(jīng)驗(yàn)，習(xí)慣斷線檢查，但數(shù)控設(shè)備上的線路板大多是雙面金屬孔板或多層孔化板，印刷線路細(xì)而密，一旦切斷不易焊接，且切線時(shí)易切斷相鄰的線，再則有的點(diǎn)，在切斷某一根線時(shí)，并不能使其和線路脫離，需要同時(shí)切斷幾根線才行。有的維修人員在沒(méi)有確定故障元件的情況下只是憑感覺(jué)那一個(gè)元件壞了，就立即拆換，這樣誤判率較高，拆下的元件人為損壞率也較高。同一焊盤不應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間加熱及重復(fù)拆卸，以免損壞焊盤。（9）記錄線路上的開(kāi)關(guān)，跳線位置，不應(yīng)隨意改變。（10）查清線路板的電源配置及種類，根據(jù)檢查的需要，可分別供電或全部供電。最后，我覺(jué)得：維修不可墨守陳規(guī)，生搬理論的東西，一定要結(jié)合當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，開(kāi)闊思路，逐步分析，逐個(gè)排除，直至找到真正的故障原因?，F(xiàn)在數(shù)控技術(shù)