数控机床故障诊断与维修第二章ppt课件.ppt

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1、第2章数控机床机械结构的故障诊断与维修天津职业技术师范大学2021/9/3012.1数控机床机械结构的主要组成2.2数控机床的主传动系统2.3数控机床的进给传动系统2.4自动换刀装置2.5回转工作台2.6数控机床的液压与气动装置第2章数控机床机械结构的故障诊断与维修2021/9/302由于进给伺服驱动、主轴驱动和CNC技术的发展，以及为适应高生产率的需要，数控机床的机械结构已从初期对普通机床局部结构的改进。逐步发展为数控机床的独特机械结构。图2-1所示为CK6136型数控车床。2.1数控机床机械结构的主要组成2021

2、/9/3032.2数控机床的主传动系统2.2.1主轴变速方式1．无级变速，如图2-2所示2．分段无级变速，如图2-3所示。3．液压拨叉变速机构，如图2-4所示4．电磁离合器变速，如图2-52-62-7所示5．内装电动机主轴变速，如图2-8所示2021/9/3042.2.2主轴部件主轴部件是机床的一个关键部件，它包括主轴的支承、安装在主轴上的传动零件等。主轴部件质量的好坏直接影响加工质量。主轴端部的结构形状如图2-9所示2021/9/3052.2.3主轴部件的支承机床主轴带着刀具或夹具在支承中作回转运动，应能传递切削转

3、矩承受切削抗力，并保证必要的旋转精度。机床主轴多采用滚动轴承作为支承，对于精度要求高的主轴则采用动压或静压滑动轴承作为支承。下面着重介绍主轴部件所用的滚动轴承。1．主轴部件常用滚动轴承的类型如图2-10所示2．滚动轴承的精度主轴部件所用滚动轴承的精度有高级6、精密级5、特精级4和超精级2。前支承的精度一般比后支承的精度高一级，也可以用相同的精度等级。普通精度的机床通常前支承取4、5级，后支承用5、6级。3．主轴滚动轴承的配置如图2-11所示2021/9/3064．主轴滚动轴承的预紧常用的方法有以下几种：(1)轴承内圈

4、移动如图2-12所示(2)修磨座圈或隔套如图2-13所示2.2.4主轴的材料和热处理主轴材料可根据强度、刚度、耐磨性、载荷特点和热处理变形大小等因素来选择。主轴刚度与材质的弹性模量E有关。无论是普通钢还是合金钢其E值基本相同。因此，对于一般要求的机床其主轴可用价格便宜的中碳钢、45钢，进行调质处理后硬度为22～28HRC。2021/9/3072.2.5主轴的润滑与冷却主轴轴承润滑和冷却是保证主轴正常工作的必要手段。2.2.6主轴部件的维护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

5、的功率大小和回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。2.2.7主传动链的维护2.2.8主传动系统常见故障及排除方法（见表2-1）2021/9/3082.3数控机床的进给传动系统2.3.1滚珠丝杠螺母副目前广泛应用的进给运动的传动方式主要有两种：一种是回转伺服电机通过滚珠丝杠螺母副的间接传动的进给运动方式;另一种是采用直线电机直接驱动的进给运动方式。后者多用于高速加工中。常用的循环方式有外循环与内循环两种：1、外循环如图2-18所示2、内循环如图2-19所示（一）滚珠丝杠副的预紧滚珠丝杠副

6、预紧的目的是为了消除丝杠与螺母之间的间隙和施加预紧力，以保证滚珠丝杠反向传动精度和轴向刚度。2021/9/309在数控机床进给系统中使用的滚珠丝杠螺母副的预紧方法有修配垫片厚度、双螺母消隙、齿差式调整方法等。广泛采用的是双螺母结构消隙。1、修配垫片消隙式如图2-20所示2、双螺母消隙式如图2-21所示3、齿差消隙式如图2-22所示（二）滚珠丝杠副的支承安装方式对滚珠丝杠副承载能力、刚性及最高转速有很大影响。滚珠丝杠螺母副在安装时应满足以下要求：1）、滚珠丝杠螺母副相对工作台不能有轴向窜动；2）、螺母座孔中心应与丝杠

7、安装轴线同心；3）、滚珠丝杠螺母副中心线应平行于相应的导轨；4）、能方便地进行间隙调整、预紧和预拉伸。2021/9/3010常见安装方式有以下四种情况(如图2-23的（a）、（b）、（c）、（d）所示)。(1)固定—自由适用于低转速，中精度，短轴向丝杠；(2)支承—支承适用于中等转速，中精度；(3)固定—支承适用于中等转速、高精度；(4)固定—固定适用于高转速、高精度。（三）制动装置滚珠丝杠副的传动效率高但不能自锁，用在垂直传动或高速大惯量场合时需要制动装置。2021/9/3011（四）滚珠丝杠副的润滑及防护装置滚珠

8、丝杠副在工作状态下，必须润滑，以保证其充分发挥机能。润滑方式主要有以下两种：润滑脂、润滑油。润滑脂的给脂量一般是螺母内部空间容积的1/3，某些生产厂家在装配时螺母内部已加注润滑脂。而润滑油的给油量随行程、润滑油的种类、使用条件等的不同而不同。滚珠丝杠副与滚动轴承一样，如果污物及异物进入就很快使它磨损，因此考虑油污物异物（切削）进入时，必须采用防