1.16 數控銑床主軸定心軸頸的徑向圓跳動超差不容忽視 數控銑床主軸定心軸頸的徑向圓跳動超差對加工的影響有以下幾個方面：以此軸頸定心安裝銑刀會產生徑向跳動和振擺、影響刀具的使用壽命；影響工件加工表面的精度和表面粗糙度。 數控銑床主軸定心軸頸的徑向圓跳動超差的主要原因有以下幾點：主軸軸承的間隙過大或軸承被損壞；主軸軸頸使用時間 過長，磨損較大；主軸制造精度差。1.17 臥式數控銑床主軸旋轉軸線對工作臺橫向移動的平行度超差不容忽視 臥式數控銑床主軸旋轉軸線對工作臺橫向移動的平行度超差對加工的影響有以下幾個方面：工件的平行度會超差；工件的垂直度會超差；橫向移動工作臺加工工件的尺寸較難控制。 臥式數控銑床知州旋轉軸線對工作臺橫向移動的平行的超差的主要原因有以下幾點：工作臺橫向導軌變形或磨損；橫向導軌鑲條松動或調整不當；數控銑床安裝質量差，水平不準。
數控銑床的常見故障分為電氣故障和機械故障。操作者如果不能分清這兩大類故障，則難以及時排除故障，使銑床順利恢復到正常工作狀態。如果出現下列情況多屬電氣故障：1、主軸停車時無制動2、主軸停車后出現短時的反向旋轉3、按下停止按鈕后主軸不停4、工作臺不能作縱向進給運動5、工作臺不能作向上進給運動6、工作臺各個方向都不能作進給運動7、工作臺不能作快速移動如果出現下列情況多屬機械故障1、進給電動機工作正常，而工作臺縱向、橫向和垂直方向均不能快速移動2、工作臺進給運動不連續，在銑削時尤其嚴重3、啟動工作臺一般的進給運動，而出現快速移動4、啟動進給運動時，進給箱內冒煙5、主軸變速時，變速箱內有很大的撞擊聲，需要往復板動幾次手柄，齒輪才能進入嚙合狀態在初步分析確定出故障的大類后，即可具體著手排除故障。銑床常見機械故障的產生原因如下：1、進給電動機工作正常，而工作臺縱向、橫向和垂直方向均不能快速移動。其產生原因為：摩擦片調整太松電磁鐵工作不正常慢速復位的彈簧力不夠2、電磁鐵工作不正常，其產生原因為：銜鐵工作位置調得太低因頻繁啟動，致使調整螺母上的定位開口銷折斷，造成螺母松動，使銜鐵正常工作高度下降電磁鐵與安裝地板或安裝地板的與升降臺的固定螺釘松動，工作時，銜鐵將電磁鐵座吸起。3、工作臺進給運動不連續，在銑削時尤其嚴重。其產生原因為安全離合器工作不正常。4、啟動工作臺一般進給運動，而出現快速移動。其產生原因為：因摩擦片磨光，內、外片之間的間隙變小，呈真空狀態，再加上油膜的張力等諸因素的影響，停車后內、外摩擦片粘成一體不易脫開。如果摩擦片的啟動靜摩擦力矩大于安全離合器調定的扭矩，離合器的左半部就會克服彈簧的張力，在鋼球上打滑。由摩擦離合器將快速運動輸出。這種情況一般出現在工作臺和縱向移動沒有工作負荷的情況。離合器的端面齒磨出圓角，造成結合不良，負荷稍大就會滑出齒槽，推出離合器右半部分右移，壓迫摩擦片，使其處于工作狀態，致使工作臺產生突然的快速移動。5、啟動進給運動時，進給箱內冒煙。其產生原因為摩擦片調得太緊，進給箱內潤滑不良。6、主軸變速時，變速箱內有很大的撞擊聲，需要往復扳動幾次手柄，齒輪才能進入嚙合狀態。其產生原因為：主軸電動機的沖動線路接觸時間太長。7、銑床銑削時振動大。其產生原因為：主軸松動，由于主軸軸承間隙增大，表現在主軸的軸向竄動和徑向跳動明顯增大。工作臺松動，由于導軌導軌處的鑲條(俗稱塞鐵)太松。其檢驗方法：用搖動絲杠桿手輪的作用力來測定，對縱向和橫向，可用150N左右的力搖動，對升降方向用240N的力搖動，若比上述所用的力小，就標示鑲條松，若比上述所用的力大，就標示鑲條緊。注意：由于其他傳動機構的影響，雖然在搖動時所用的力較大，但鑲條卻可能已太松，此時用塞尺來輔助測量，以用0.04mm的塞尺不能塞進為合適。8、主軸制動不良。在按停止按鈕時，主軸不能立即停止或反轉。其產生原因為：主軸制動系統調整不好或失靈。應由維修工調整和修理。9、變速齒輪不易嚙合。在調整轉速或進給量時，出現手柄扳不動或推不進。其產生原因為：由于微動開關失靈。在扳動手柄過程中，出現齒輪有嚴重的撞擊聲。其產生原因為：由于微動開關接觸時間太長。應由電工調整和修理。10、縱向進給和橫向進給有帶動現象。即在開動橫向和垂直方向進給時有帶動縱向移動現象，或在開動縱向進給時有帶動橫向移動的現象。其產生原因為：由于縱向或橫向離合器未完全脫開。應由機修人員進行調整11、工作臺縱向進給反空程量大。其產生原因為：工作臺縱向絲杠與螺母之間的軸向間隙太大，或是絲杠兩端軸承的間隙太大。12、進給系統安全離合器失靈。工作臺在進給過程中，遇到超載或意外阻力是，進給運動不能自動停止。其產生原因為：鋼球安全離合器的扭矩太大。應由機修人員重新調整。
(1)龍門銑床工作臺及銑頭進給系統離合器失靈。這可能是由于液壓裝 置油箱中的油液不足或力繼電器有毛病。應請機修人員和電工檢 查和修理。(2)主軸箱內液壓泵或潤滑工作不正常。這一般是由于空氣從油路的連接部分進入油路。應檢查所有的連接部分，并進行密封緊密。在液壓泵起動前應在液壓泵內注滿潤滑油。(3)進給箱保險離合器打滑。先進行檢查調整。如果不能再進行調整，則應拆下離合器，更換彈簧。如果圓盤上有劃痕，則必須磨平。(4)橫梁升降機構不能開動。這一般是龍門銑床液壓夾緊裝置中壓力不夠或油路堵塞，致使夾緊裝置不能松開，升降電動機不能起動。應檢查油壓和管路。必要時請機修人員檢修。(5)銑頭銑削時振動大。這應檢查主軸箱和銑頭的夾緊裝置， 排除未夾緊的故障。若仍有振動，應調整銑頭主軸軸承間隙。調整徑向間隙時，要卸下半圓調整環，需先卸下連接盤，松動螺釘，并磨削其端面，磨削量應為需要減少徑向間隙的若干倍；再把磨好端 面的半圓調整環安裝好，并上緊螺釘，然后再旋緊螺母，需先卸下 螺塞，松動螺釘。調整軸向間隙時，先卸下螺塞、再松動螺釘，旋 轉螺母，直至恢復主軸精度。
答：按功能和運動方式分類，數控機床可分為點位運動控制數控機床、點位直線運動控制數控機床和輪廓運動控 制數控機床。 (1) 點位運動控制數控機床點位運動控制方式是指 刀具或工作臺從某一位置向另一位置移動，中間移動軌跡不需嚴格控制，而最終準確到達目標點位置的控制方式。 點位控制數控機床在移動過程中刀具并不進行加工，而是 先作快速向終點附近移動，然后以低速準確移動到終點預 定位置。使用這類控制方式的有數控坐標鏜床、數控鉆床、數控沖床、數控彎管機等。如圖1 -la所示為點位運動控 制數控鉆床加工示意。 (2) 點位直線運動控制數控機床點位直線運動控制 方式是指數控系統不僅控制刀具和工作臺從一個點準確地移動到另一個點，而且保證在兩點之間的運動軌跡是平行 于機床坐標軸的一條直線的控制方式。在移動過程中刀具 進行切削，應用這類控制方式的有數控車床、數控鉆床和數 控銑床。如圖1 所示為直線運動控制數控銑床加工 . (3)輪廓運動控制數控機床輪廓運動控制方式也稱 連續運動控制方式，是指數控系統能夠對兩個或兩個以上的坐標軸同時進行嚴格控制的系統，刀具相對工件的運動 軌跡為任意曲線，即不僅能控制移動部件從一個點準確的 移動到另一個點，而且還能控制整個加工過程每一個點的 速度和位移量，將零件加工成一定的輪廓形狀。應用這類控制方式的有數控銑床、數控車床、數控凸輪磨床、數控線 切割機床和加工中心等。如圖1 -lc所示為輪廓運動控制 數控銑床加工示意。 (a)點位運動控制；（b)點位直線運動控制；（c)輪廓運動控制
2. 怎樣排除加工中心的伺服系統故障？答：加工中心伺服系統故障維修包括主軸伺服與進給伺服兩個部分，又可分為系統故障和機械故障。本實例為伺服系統的系統故障示 例，診斷和排除伺服方面的系統故障可借鑒本實例方法。(1) 故障現象某加工中心，配置FAGOR8050M數控系統。Z軸方向超過換刀點后，不管按Z+鍵或Z—鍵，Z軸都繼續往上運動，致 使平衡液壓缸上部的安全螺紋堵頭射出，重新關機再開機，情況依舊。(2) 故障原因分析①機床Z軸運動超過了光柵尺的讀數范圍，Z軸讀不到反饋信 號,機床不知道當前位置，所以不管按Z+鍵或Z—鍵，Z軸只會按參考 點的方式繼續往上運動。②Z軸往上運動，平衡液壓缸上部的油壓增加，當超過一定值后， 安全螺紋堵頭被射出。(3) 故障排除方法將機床Z軸回復到參考點以下，重新開機，執 行G74回參考點：①拆去Z軸的護裙。②打開電控柜,用一段導線使AXZ的觸點202和觸點291接通， 松開Z軸電動機抱閘。③打開平衡液壓缸回流控制閥，注意流量不能過大，壓力表的壓 力不能低于4. 5kg/cm2，否則關閉平衡液壓缸的回流控制閥。④打開平衡液壓缸的進流控制閥，點動液壓泵，使平衡缸的壓力 回復到原值。⑤重復②、③、④操作，直至把機床Z軸回復到參考點以下。⑥關閉平衡液壓缸回流控制閥，打開平衡液壓缸進流控制閥，點 動液壓泵使平衡液壓缸的壓力回復到原值。⑦關機后，再重新開機，執行G74回參考點。經過以上措施，機床Z軸運動恢復正常，此時還需要恢復安裝安 全螺紋堵頭；用雙頻激光干涉儀校正Z軸的定位精度和重復定位精 度。以確保機床的正常運行。(4) 故障排除經驗積累提示本實例中“Z軸讀不到反饋信號”是 引發故障的主要原因，因此需要恢復Z軸的正常位置。在故障排除的 作業中，“將機床Z軸回復到參考點以下”是主要的故障排除的措施， “控制液壓平衡的壓力”是維修作業的要點。由本示例可見，伺服系統的系統故障診斷和排除應注意運動部件與位置檢測裝置的相對位置，維修垂直方向的坐標軸時必須重視平衡裝置或機構的調整。X軸和Y軸位置偏差過大的報警。(3) 故障原囪確認與排除①報警故障可能的原因排列分析：a. 位置偏差值設定錯誤；b. 輸人電源電壓太低；c. 電動機電壓不正常；d. 電動機的動力線和反饋線連接故障；e. 伺服單元以及主板上的位置控制部分故障等。②故障原因的篩選分析。可能的原因是很多的，根據篩選分析， 可以發現故障所在位置。一般來說，不可能同時發生兩個控制單元損壞，故判斷本故障原因在主板的位置控制部分。③應用主板替換法進行進一步診斷、維修，排除了系統故障。(4) 故障診斷分析經驗提示本示例的經驗歸納后值得積累的經驗是如何進行故障常見原因的篩選分析。診斷作業時需要對常見的故 障原因進行分析排列，然后進行篩選。本示例抓住了“一般情況下，不 可能同時發生兩個控制單元損壞”的要點，因而迅速排除了 a、b、c、d四 項故障原因，從而判斷本故障原因在主板的位置控制部分。
答：（1)數控銑床的組成數控銑床的主要部件有主軸 部件、進給傳動部件、輔助裝置（刀具夾緊裝置、冷卻系統、潤 滑系統、防護裝置、排屑裝置、附加回轉工作臺或分度頭）等。(2)數控銑床的布局示例立式升降臺數控銑床布局示 例如圖1 _9所7K。圖1-9 XK5040A型數控銑床布局圖1 一底座；2—強電箱；3—變壓器箱；4一垂向進給伺服電動機； 5—主軸變速和按鈕板；6—床身；7—數控柜；8、11 一縱向保護 開關；9一擋塊；10—操縱臺；12—橫向滑板；13—縱向進給伺服 電動機；14—橫向進給伺服電動機；15—升降臺；16—工作臺
數控銑床自由切削與非自由切削刀具在切削過程中，如果只有-條直線刀刃參加切削T作，這種情況稱為自由切削。Jt-主要特點是力刃上各點切屑流出方卩，大致相同，被切材料的變形基本上發生在二維平面 內。寬刃刨刀II〗于主刀刃長度人f工件寬度，沒有其他刀刃參加切削，且主刀刃上各點切 時流出力向駐本L:都足沿著刀刃的法向，所以它是域T自由切削。矜刀貝；上的切削刃足曲線或有兒條切削刃都參加切削，并且同時完成整個切削過程， 則稱之為I卜:丨'1山切削。其:t要特征是各個刀刃的交接處切下的材料互相影響和干擾，材料變形更為復雜，II.發生在三維空間內。例如，外_午:削時除主刀刃外，還有副刀刃同時參 加切削，所以它迠屬f非自山切削方式。一般情況F，多刃刀具切削時大都是這種非自山 切削。2)直角切削與斜角切削(a)直角切削是指刀具主切削刃的刃傾角A、=0時的切削，此時主切削刃與切削速度方向 成直角，故又稱為正交切削。圖2.3(a)所示 為霞角刨削簡圖.它是屬丁由切削狀態下的 直角切削。斜角切削是指刀具主切削刃的刃傾角A、古0時的切削，此吋卞:切削刃與切削速度方向不成 直角。圖2.3(b)所沁為斜角刨削，它是屬于 自由切削狀態。一般斜角切削方式，無論它是 在自由切削還是在非自由切削狀態下，主切削刃上的切屑流出方向都將偏離其法線方向。實際切削加工中的大多數情況是屈丁斜角閿2.3由:角切削與斜角W削切削方式，怛為了研究的方便，在理論與實驗研究中，多采用直角切削方式。
答: (1)機床連接組裝注意事項機床連接組裝是指將各分散的機床部件重新組裝成整機的過程。如主床身與加長 床身的連接，立往、數控柜和電氣柜安裝在床身上，刀庫機械手安裝在立柱上等。機床連接組裝前，先清除連接面和導執運動面上的防銹涂料，清洗各部件的外表面.再把浦洗后的部件連接組裝成整機。部件連接定位要使用隨機所帶的定位銷、定位塊，使各部件恢復到拆卸前的位置狀態.以利于進一步的精度調整。 (2)電氣接線安裝和管路連接注意事項部件安裝之后，按機床說明書中的電氣接線圖和液壓氣動布管圖及連接標記，把電纜、油管、氣管對號連接好，并檢查連接部位有無損壞和松動。特別要注意接觸密封的可靠。數控柜和電氣柜要檢查其內部抽接件有無因運拍造成的損壞，檢查各接線端子、連接器和印制電路板是否插入到位、連接到位及接觸良好。仔細檢查完成這些工作后，才能順利試車。
這里介紹的華中數控銳削系統為華中“世紀星"(HNC-21M),,它是摧子PC:的銑床高性能、經濟型數控系統。H NC-21 M采用彩色LCD液品顯示器、內裝式PLC.叮與多種伺服驅功單元配套使用.具有開放性好、結構緊湊、集成度高、可靠性好、性能價格比高、操作維護方便等特點. 1.機床控制面板 機床控制面板用于直接控制機床的動作或加T過程，它出軟件界面、功能鍵、MD1(手動數據輸人)鍵盤、急停按鈕和機床控制部分等組成.如圖1. 1. 1所示。 2.軟件操作界面HNC-21M的軟件操作界面由顯示窗u,菜.單命令條、坐標顯示欄、工件坐標零點欄和倍率修調顯示欄幾個部分組成，如圖:1.2所示 1)顯示窗口 根據當前菜單命令不同，顯示腳口可顯示_卜件指令坐標、當前程序、加f走刀軌跡等. 2)茱單命今條 菜單命令條中的功能鍵Fl--F10用于實現系統功能。由于侮個功能包含不同的操作，菜單采用層次結構，即在主菜單下選擇·個菜單項后.數控裝置會顯示該功能下的子萊單.用戶可根據該子菜單的內容選擇所需的操作.如圖1. 1.3所示。當要返回主菜單時.按子菜單下的F]。鍵即可. 3)坐標盆示欄 根據需要.可用功能鍵Fg設悅窗口的顯不內容。坐標系可在機床坐標系、工件坐標系、相對坐標系之間切換，顯示值可在指令位置，實際位登、別余進給、跟蹤誤茫、負載電流、補償值之間切換。 4)工件坐標木點欄 該欄顯示工件坐標系零點在機床坐標系下的坐標。 5)倍率修調顯示欄 叮在數控倪床控制面板上的機床控制部分，通過倍率修調按鈕改變主軸的轉速、進給的速度和快速移動的速度，在倍率修調顯示欄倍率修調百分比會相應變化.3.機床控側部分 機床控制部分由空運行鍵、方式選擇鍵、增量倍率鍵、超程解除樁、鎖住按鈕鎮，冷卻開停鏈、刀具松緊鍵、主軸控制鍵、主軸修調鍵，快速修調鎮、進給修調健、軸手動鍵和循環啟動健、進給保持鍵等組成，如圖1.1.性所示. 4.其他附.部件 1)健盤 除r機床本身的MDI鍵盤外.還可以外接通用的計算機標準鍵盤. 2)手搶 手輪由手搖脈沖發生器、坐標軸選擇開關和進給倍率選擇開關組成，用于以手搖方式淆量進給坐標軸，如圖l，1.5所示。
在龍門銑床上銑削大型機床V形導軌必須具有下列條件: (1)銑R床本身具有滑枕，可以上下移動，以調整吃刀深度，或者在普通龍門銑上設計專用垂直銑頭。 (2)改裝現有普通龍門銑垂直銑頭溜板，使它可以上下移動，以便調整吃刀深度。 (3)采用上述條件后，配備銑削V形導軌附件。3專用垂夏鐵頭上下移動的原理為了銑削V形導軌，特設計這種專用垂直銑頭，外形見圖2所示。 從外形圖可以看出，溜板后面具有凹形導軌，并一與橫梁導軌接觸，在橫梁絲杠的帶動下，實現專用垂直銑頭橫向移動，溜板前面具有燕尾導軌與專用垂直銑頭導軌接觸，并在溜板上面安裝有蝸輪副減速箱帶動垂直絲杠。用。.8千瓦電機驅動，電氣控制采用點動方式調整垂直銑頭上下位置。為了微調專用垂直銑頭的上下位置，采用手動微凋機構，見圖3所示。從圖3可以看it專用垂直銑頭通過橫梁絲杠帶動溜板橫向移動;_上下移動通過垂直絲杠實現的;當微調專用垂直銑頭上『位置時，用搬手轉動手動轉軸，帶動一對齒輪轉動，使蝸桿轉動，并帶動蝸輪螺母轉動，垂直絲杠不動，則實現專用垂直銑頭上下位置微調。
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