数控机床的机械装调与维修

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1、数控机床的机械装调与维修数控机床装调维修工 本 章 主 要 内 容数控机床机械结构概述主传动系统的装调与维修进给传动系统的装调与维修数控机床机械结构故障诊断 本章学习目标目 标 1 目 标 2 目 标 3 目 标 4掌 握 数 车 、数 铣 及 加工 中 心 机械 结 构 的基 本 组 成及 特 点 掌 握 数 控机 床 主 传动 和 进 给传 动 的 机械 结 构 的拆 装 工 艺熟 悉 主 传 动的 变 速 方 式熟 悉 进 给 丝杠 螺 母 副 的工 作 原 理 和特 点 掌 握 数 控机 床 主 要机 械 部 件的 故 障 诊断 和 维 护 第 一 节 数 控 机 床 机 械 结 构

2、概 述一 、 数 控 机 床 的 机 械 结 构 组 成1.数 控 车 床 结 构 组 成2.数 控 铣 床 /加 工 中 心 的 组 成 知 识 回 顾输入装置 输出装置 计算机数控装置 PLC 主 轴 控 制 单 元 主 轴机 床伺 服 电 机位 移 、 速 度控 制 单 元 工作台位 置 检 测 反 馈 装 置 知 识 回 顾数 控 机 床 机 械 结 构o是 数 控 机 床 的 机 械 结 构 实 体 ， 是 用 于完 成 各 种 切 削 加 工 的 机 械 部 分 。 o机 床 是 被 控 制 的 对 象 ， 其 运 动 的 位 移和 速 度 以 及 各 种 开 关 量 都 是 被

3、控 制 的刀塔滑座尾座 底座 主轴头 鞍座 知 识 回 顾 主 传 动 系 统一二三 进 给 传 动 系 统基 础 支 承 件机 械结 构 数 控 车 床 结 构 组 成数 控 车 床 与 普 通 车 床 相 比 较 ， 其 结 构 上 仍 然 是 由 床 身 、 主轴 箱 、 刀 架 、 进 给 传 动 系 统 、 液 压 、 冷 却 、 润 滑 系 统 等 部 分组 成 。 数 控 车 床 是 采 用 伺 服 电 动 机 经 滚 珠 丝 杠 ， 传 到 滑 板 和 刀 架 ，实 现 纵 向 (Z向 )和 横 向 (X向 )进 给 运 动 。数 控 车 床 进 给 传 动 系 统 的 结 构

4、 大 为 简 化 。 无 防 护 装 置 无 自 动 排 屑 功 能 转 速 相 对 较 低 ，有 级 变 速 主 、 进 给 传 动 系统 共 用 一 台 电 机 劳 动 强 度 高 、 操 作 者 技 术 要 求高 、 效 率 低 、 质量 靠 个 人 技 术 普通机床 从 普 车到 数 车 采 用 全 封 闭 防 护装 置 采 用 自 动 排 屑 装置 主 轴 转 速 高 ， 能实 现 无 极 变 速 主 、 进 给 传 动 系统 采 用 各 自 独 立的 伺 服 电 机 劳 动 强 度 相 对 低 、质 量 稳 定 数控机床数 控 车 床 结 构 组 成 数 控 车 床 结 构 组 成

5、 数 控 车 床 结 构 组 成底 座 ： 整 台 机 床 的 主 体 ， 支撑 着 机 台 的 所 有 重 量 主 轴 头 ： 用 来 安 放 主 轴 数 控 车 床 结 构 组 成鞍座滑板底座 鞍 座 ：下 面 连 接着 底 座 ，上 面 连 接滑 板 ， 用于 实 现 X轴 移 动 等功 能 数 控 车 床 结 构 组 成刀 塔 ： 用 来 安 装 刀 具动力刀塔动力刀塔 数 控 车 床 结 构 组 成主 轴 部 分 ： 夹 持 工 件 旋 转 数 控 铣 床 /加 工 中 心 的 组 成温 故 知 新 相 同 点 不 同 点加 工 中 心是 在 数 控机 床 的 基础 上 发 展起 来

6、 的 ，都 是 通 过 程 序 控 制多 轴 联 动走 刀 进 行加 工 的 数控 机 床 加 工 中心 具 有 刀库 和 自 动换 刀 功 能 数 控 铣 床 /加 工 中 心 的 组 成数 控 铣 削 不 仅 可 以 加 工 各 种 平 面 、 沟 槽 、 螺 旋 槽 、 成 型 表 面 和 孔 ，而 且 还 能 加 工 各 种 平 面 和 空 间 等 复 杂 型 面 。铣 槽 铣 平 面 铣 台 阶 数 控 铣 床 /加 工 中 心 的 组 成 一、主轴变速方式二、电主轴结构三、主轴部件的支承四、数控车床主轴部件的调整无级和分段变速方式主要部件轴承的类型及预紧方式部件结构、拆卸与调整第

7、二 节 主 传 动 系 统 的 装 调 与 维 修主 传 动 系统 的 装 调与 维 修 一 、 主 轴 变 速 方 式现 代 数 控 机 床 的 主 运 动 广 泛 采 用 无 级 变 速 传 动 ， 用 交流 调 速 电 机 或 直 流 调 速 电 机 驱 动 ， 它 们 能 方 便 地 实 现无 级 变 速 ， 且 传 动 链 短 ， 传 动 件 少 ， 提 高 了 变 速 的 可靠 性 ， 其 制 造 精 度 则 要 求 很 高 。 根 据 数 控 机 床 对 主 轴转 速 、 变 速 范 围 和 输 出 功 率 的 要 求 不 同 ， 其 主 轴 的 变速 方 式 主 要 有 以 下

8、 几 种 形 式 ： 由 调 速 电 机 直 接 驱 动 的 主 传 动实 现 方 式 ： 由 主 轴 电 机 直 接 驱 动优 点 ： 这 种 方 式 大 大 简 化 主 轴 结 构 ，有 效 地 提 高 主 轴 刚 度 。缺 点 ： 主 轴 输 出 扭 矩 小 ， 电 机 的 发热 对 主 轴 精 度 影 响 大 。适 用 场 合 ： 高 速 机 床 ， 可 满 足 中 、高 档 数 控 机 床 对 速 度 的 控 制 要 求 内 装 电 动 机 主 轴 （ 电 主 轴 ）内 装 式 主 轴 电 机 又 称 电 主 轴实 现 方 式 ： 主 轴 电 动 机 与 机 床 主 轴 合 而 为

9、一 ， 传 动 链 为 零 ， 又 称 “ 零 传 动 ” 。 应 用 ： 超 高 速 数 控 机 床 。 （ 美 国 、 德 国 、 日 本 、 瑞 士 、 意 大 利 等 工 业 发 达 国家 ， 都 在 高 速 数 控 机 床 上 广 泛 采 用 了 电 主 轴 结 构 ） 内 装 电 动 机 主 轴 （ 电 主 轴 ）电 主 轴有 什 么优 点 呢 分 段 无 级 变 速在 大 、 中 型 数 控 机 床 上 ， 为 了 使 主 轴 在 低 速 时 获 得 大 转 矩和 扩 大 恒 功 率 调 速 范 围 ， 通 常 在 使 用 无 级 变 速 传 动 的 基 础上 ， 在 增 加 两

10、 级 或 三 级 辅 助 机 械 变 速 机 构 作 为 补 充 。 通 过分 段 变 速 方 式 ， 确 保 低 速 时 的 大 扭 矩 ， 扩 大 恒 功 率 调 速 范围 ， 满 足 机 床 重 切 削 时 对 扭 矩 的 要 求 。 带 有 变 速 齿 轮 的 主 传 动 主 轴 电 机 经 过 二 级 齿 轮 变 速 ， 使 主 轴获 得 低 速 和 高 速 两 种 转 速 系 列 ， 这 种分 段 无 级 变 速 ， 确 保 低 速 时 的 大 扭 矩 ，满 足 机 床 对 扭 矩 特 性 的 要 求 。 滑 移 齿 轮 常 用 液 压 拨 叉 和 电 磁 离 合 器来 改 变 其

11、 位 置 。 带 有 变 速 齿 轮 的 主 传 动为 什 么 不 采 用 主 电 机 与 主 轴 直 联 的 变 速 方 式 ， 全 部 由 主 电 机 实现 无 级 变 速 ？ 主 轴 电 机 的 特 性 当 主 轴 转 速 小 于 额 定 转 速 时 ，主 轴 工 作 在 恒 扭 矩 区 当 主 轴 转 速 大 于 额 定 转 速 时 ，主 轴 工 作 在 恒 功 率 区 带 有 变 速 齿 轮 的 主 传 动 若 主 轴 与 主 轴 电 机 之 间 采 用 1:1的 直 联 方 式 ， 虽 然 主 轴 电 机 的 速 度 可 以 在 零速 度 到 标 定 的 最 大 转 速 之 间 连

12、 续 变 化 ， 但 在 额 定 功 率 之 下 的 调 速 范 围 只 能由 额 定 转 速 到 最 大 转 速 带 有 变 速 齿 轮 的 主 传 动怎 么 解决 呢 ？ 主 轴 电 机 与 驱 动装 置 的 体 积 、 重量 、 成 本 大 大 增加 大 功 率 电 机分 段 无 级 变 速可 展 宽 恒 功 率 范围 ， 经 济 ， 但 需 要 自 动 换 挡 机 构解 决 方 法 增 加 减 速 机 构可 满 足 低 速 大 扭矩 的 要 求 ， 但 降低 了 恒 功 率 调 速范 围 带 有 变 速 齿 轮 的 主 传 动 带 有 变 速 齿 轮 的 主 传 动举 一 反 三 -参

13、 考 汽 车变 速 箱 通 过 带 传 动 的 主 传 动这 种 传 动 主 要 用 在 转 速 较 高 、 变 速 范 围 不 大 的 小 型 数 控 机 床 上 。 电 机本 身 的 调 整 就 能 够 满 足 要 求 ， 不 用 齿 轮 变 速 ， 可 以 避 免 由 齿 轮 传 动 所引 起 的 振 动 和 噪 声 。 它 适 用 于 高 速 低 转 矩 特 性 的 主 轴 ， 常 用 的 有 多 楔带 和 同 步 齿 形 带 。 通 过 带 传 动 的 主 传 动主 轴 电 动 机 主 轴 脉 冲编 码 器同 步 齿形 带 主 轴 二 、 电 主 轴 结 构电 主 轴 采 用 变 频

14、 电 机 与 机 床 的 主 轴 合 二为 一 的 结 构 形 式 ,即 变 频 电 机 的 空 心 转 子与 机 床 主 轴 零 件 过 盈 配 合 套 装 （ 热 装 ） 在一 起 ， 带 冷 却 套 的 定 子 装 配 （ 热 装 ） 在 主轴 单 元 的 壳 体 内 直 接 与 机 床 连 接 ， 成 为 集成 式 电 机 主 轴 电 机 的 转 子 就 是 机 床 的 主轴 ,机 床 主 轴 单 元 的 壳 体 就 是 电 机 座 。 电 主 轴 结 构转轴支撑系统电机定子电机转子轴壳 循环冷却系统 润滑系统 控制系统 电 主 轴 结 构轴壳壳 体 主 要 由 外 壳 、 前 后 大

15、 盖 以及 后 轴 承 座 等 固 定 不 动 的 零 件组 成 ， 通 常 将 轴 承 座 孔 直 接 设计 在 轴 壳 上 。 电 主 轴 为 加 装 电动 机 定 子 ， 必 须 开 放 一 端 。 电 主 轴 结 构转轴转 轴 是 高 速 电 主 轴 的 主 要 回 转体 ， 且 承 受 切 削 力 ， 又 属 深 孔轴 ， 对 于 内 外 圆 同 轴 度 以 及 前锥 孔 相 对 支 承 面 的 径 向 跳 动 和端 面 跳 动 ， 均 有 极 精 密 要 求 。 电 主 轴 结 构轴承高 速 电 主 轴 的 核 心 支 撑 部 件 是 高 速精 密 轴 承 。 电 主 轴 的 轴

16、承 必 须 具 有高 速 性 能 好 、 动 负 荷 承 载 能 力 高 、润 滑 性 能 好 、 发 热 量 小 等 优 点 。 近年 来 ， 相 继 开 发 研 制 了 陶 瓷 轴 承 、磁 浮 轴 承 、 液 体 动 静 压 轴 承 、 气 体静 压 轴 承 。 电 主 轴 结 构定子与转子电主轴的定子由具有高导磁率的优质硅钢片叠压而成，定子内腔带有冲制嵌线槽。定子通过一个冷却套固装在电主轴的壳体上。转子由转子铁芯、鼠笼和转轴三部分组成。位于前后轴承之间，用热压装配法与主轴产生过盈配合，由过盈力传递扭矩。 三 、 主 轴 部 件 的 支 承指 主 轴 轴 承 、 支 承 座 及 其 他

17、相 关 零 件 的组 合 体 ， 其 中 核 心 元 件 是 轴 承 。 因 此 把 采 用 滚 动 轴承 的 主 轴 支 承 称 为 主 轴 滚 动 支 承 ； 把 采 用 滑 动 轴 承的 称 为 主 轴 滑 动 支 承 。 滚 动 轴 承 类 型 的 选择 、 轴 承 的 配 置 、 轴 承 的 精 度 及 其 选 配 、 轴 承 的 间隙 调 整 、 支 承 座 的 结 构 、 轴 承 的 配 合 及 其 配 合 零 件的 精 度 、 轴 承 的 润 滑 与 密 封 等 。 主 轴 部 件 的 支 承u主 轴 部 件 支 承 的 选 择 原 则 ：主 轴 轴 承 的 选 用 对 主 轴

18、 组 件 的 工 作 性 能 有 很 大 的 影 响 。主 轴 较 粗 ， 轴 承 直 径 较 大 ， 因 此 轴 承 的 负 荷 较 轻 。一 般 ， 承 载 能 力 和 疲 劳 寿 命 不 是 选 择 主 轴 轴 承 的 主 要指 标 ， 主 轴 轴 承 应 根 据 精 度 、 刚 度 和 转 速 选 择 。选 择 轴 承 的 类 型 、 组 合 以 及 配 置 型 式 。为 了 提 高 精 度 和 刚 度 ， 主 轴 轴 承 的 间 隙 应 该 是 可 调 的 。 主 轴 部 件 的 支 承 滚动轴承液体动压轴承液体静压轴承磁悬浮轴承空气静压轴承支承类型 滚 动 轴 承滚 动 轴 承 的

19、 功 用 ： 支 承 轴 类 回 转 零 件滚 动 轴 承 属 于 标 准 零 件 ， 由 专 门 厂 家 生 产 。滚 动 轴 承 的 特 点 （ 与 滑 动 轴 承 相 比 ） ：优 点摩 擦 阻 力 小 , 功 率 损 耗 少 , 起 动 灵 敏缺 点 v 抗 冲 击 能 力 差 , 高 速 时 出 现 噪 音 。v 寿 命 比 不 上 液 体 润 滑 滑 动 轴 承 。v 径 向 尺 寸 大 。 滚 动 轴 承组 成 ： 内 圈 、 外 圈 、 滚 动 体 、 保 持 架最简单的轴承只有滚动体；有些轴承除以上四件外，还增加有其他特殊零件。如止动环、密封盖等外 圈保 持 架 内 圈滚 动

20、 体 滚 动 轴 承外 圈 ： 与 轴 承 座 相 配 ；保 持 架 ： 防 止 滚 动 体 直 接 接 触 。内 圈 ： 与 轴 颈 相 配 ；滚 动 体 ： 将 滑 动 摩 擦 转 化 为 滚 动 摩 擦 ；常 见 的 滚 动 体 有 六 种 形 状 球圆柱滚子圆锥滚子非对称球面滚子球面滚子滚针 滚 动 轴 承 的 类 型按滚动体形状分X球 轴 承 ： 承 载 能 力 低 ， 极 限 转 速 高X滚 子 轴 承 ： 承 载 能 力 高 ， 极 限 转 速 低圆 柱 滚 子 轴 承圆 锥 滚 子 轴 承球 面 滚 子 轴 承滚 针 轴 承 滚 动 轴 承 的 类 型按轴承的结构形式不同分深沟

21、球轴承圆柱滚子轴承推力球轴承 角接触球轴承圆锥滚子轴承调心球轴承 主 轴 部 件 常 用 滚 动 轴 承 的 类 型选 用 轴 承 要 考 虑 的 因 素： 轴 承 的 载 荷轴 承 的 转 速轴 承 的 调 心 性 能轴 承 的 安 装 和 拆 卸经 济 性 主 轴 部 件 常 用 滚 动 轴 承 的 类 型轴 承 的 载 荷 滚 子 轴 承方 向性 质大 小 载 荷 大载 荷 小轴 向 力 推 力 轴 承径 向 力 向 心 轴 承轴 、 径 向 力 向 心 推 力 轴 承 或 组 合 轴 承 球 轴 承有 冲 击 载 荷 时 宜 用 滚 子 轴 承 点 接 触 线 接 触 四 、 数 车

22、主 轴 部 件 的 调 整J主 轴 为 精 密 部 件 ， 选 择 好 拆 卸 环 境 ， 轻 拿 轻 放 。J拆 卸 过 程 要 注 意 拆 卸 顺 序 和 使 用 适 当 的 工 具 。J轴 承 的 拆 卸 要 注 意 使 用 适 当 的 工 具 ， 在 正 确 的部 位 加 力 。J角 接 触 轴 承 要 注 意 大 口 的 开 口 方 向 ， 恢 复 时 保持 一 致 。J装 配 时 ， 调 整 圆 柱 滚 子 轴 承 的 间 隙 。注 意哦 . 第 三 节 进 给 传 动 系 统 的 装 调 与 维 修温 故 知 新 数 控 机 床 的 进 给 传 动 系 统 是 以 数 控 机 床

23、 的 进 给 轴 ， 即 机床 的 移 动 部 件 （ 刀 架 或 工 作 台 ） 的 位 置 和 速 度 为 控 制 量 的 ，是 以 保 证 刀 具 和 工 件 相 对 关 系 为 目 的 ， 因 此 ， 不 仅 要 定 性 ，还 要 定 量 。 定 义 ： 实 现 运 动 执 行 件 进 给 的 系 统 ， 即 进 给 驱 动 装 置 。特 点 ： 是 数 控 装 置 的 直 接 控 制 对 象 ， 以 机 床 的 移 动 部件 的 位 置 和 速 度 作 为 控 制 矢 量 。实 现 过 程 ： （ 数 控 装 置 ） 指 令 信 号 （ 进 给 速 度 和 位移 ） 伺 服 驱 动

24、装 置 （ 转 换 和 放 大 ） 执 行 电 机 机械 传 动 机 构 执 行 部 件 （ 工 作 台 等 ） 实 现 工 作 进 给或 快 速 运 动 。 进 给 传 动 系 统温 故 知 新 组成伺 服 驱 动 装 置 ： 转 换 和 放 大 指 令 信 号 （ 速 度 、 位 移 ）执 行 电 机 ： 伺 服 系 统 执 行 件 ： 步 进 电 机 、 直 流 、 交 流 伺 服 电 机机 械 传 动 装 置 ： 将 动 力 源 旋 转 运 动 变 为 直 线 运 动 的 整 个 机 械 传动 链温 故 知 新 传 动 机 构齿 轮 传 动同 步 齿 形 带 传 动联 轴 器 运 动

25、转 换 机 构丝 杠 螺 母 副齿 轮 齿 条 副机 械 传动 装 置 导 向 机 构导 轨滚 动 、 静 压直 线 导 轨温 故 知 新 伺 服 电 机 联 轴 器 减 速 器 丝 杠 螺 母 传 动齿 轮 齿 条 传 动蜗 轮 蜗 杆 传 动进 给 传 动 机 构 的 类 型温 故 知 新 进给传动机构的类型联 轴 器 直 联 的 结 构 形 式1滚 珠 丝 杠 伺 服 电 机联 轴 器联 轴 器 座温 故 知 新 进给传动机构的类型通 过 同 步 齿 形 带 联 接 的 结 构 形 式1 电机同步带伺服电机 同步齿形带温 故 知 新 进给传动机构的类型通 过 齿 轮 联 接 的 结 构

26、形 式1温 故 知 新 一 、 联 轴 器数 控 机 床 进 给 传 动 机 构 中 ， 常 采 用 电 机 经 联 轴 器 与 丝杠 螺 母 副 直 联 的 传 动 方 式 。联 轴 器 ： 用 来 把 两 轴 联 接 在 一 起 ， 以 传 递 运 动 与 转 矩 ，机 器 停 止 运 转 后 才 能 接 合 或 分 离 的 一 种 装 置 。 联轴器联轴器轴电动机减速器带式运输机F v D带 式 运 输 机传 动 简 图 联 轴 器联 接 不 同 部 件 的两 轴 ， 传 递 扭 矩 联 轴 器功 用用 于 联 接 轴 与 轴 ， 以 传 递 运 动 与 转 矩 ；补 偿 所 联 两 轴

27、 的 相 对 偏 移 ；可 用 作 安 全 装 置 ： 作 为 一 种 安 全 装 置 用 来 防 止被 联 接 件 承 受 过 大 的 载 荷 ， 起 到 过 载 保 护 的 作 用 。吸 振 、 缓 冲 。 联 轴 器特点用 联 轴 器 联 接 的 两 轴 只 有 在 机 器 停 车 后 ， 经 拆 卸 才 能 使两 轴 分 开 。离 合 器 ： 机 器 运 转 中 ， 可 根 据 需 要 将 两 轴 分 离 或 结 合 。 联 轴 器分 类按 结 构 特 性 分 ： 适 用 于 两 轴 能 严 格 对 中 ， 并 在 工 作 中不 发 生 相 对 位 移 的 地 方 ， 如 凸 缘 联

28、轴 器 。挠 性 联 轴 器 ： 适 用 于 两 轴 有 偏 斜 或 工 作 中 有 相 对 位 移 的 地 方 套 筒 联 轴 器结 构 ： 用 一 个 套 筒 通 过 键 或 销 钉 将 两 轴 联 接 在 一 起 。 用 紧 定 螺 钉 来 实 现轴 向 固 定 。型 式 ： 半 圆 键普 通 平 键特 点 ： 结 构 简 单 、 使 用 方 便 、 传递 扭 矩 较 大 ， 但 不 能 缓 冲 减 振 。 套 筒 联 轴 器B结 构 简 单 ， 依 靠 锥 销 、 键 或 螺 钉 与 两 轴 联 接 并 传 递扭 矩 ， 无 标 准 ， 需 自 行 设 计 。 凸 缘 式 联 轴 器普

29、 通 螺 栓 对 中 榫 绞 制 孔 螺 栓 凸 缘 式 联 轴 器a) 用 凸 肩 和 凹 槽 对 中工 作 时 ， 靠 两 个 半 联 轴 器接 合 面 间 的 摩 擦 力 来 传 递转 矩 。a） 用 凸 肩 与 凹 槽 对 中对 中 精 度 高 ， 但 装 拆 时 需 作 轴向 移 动 。 凸 缘 式 联 轴 器 工 作 时 靠 螺 栓 杆的 剪 切 和 螺 栓 杆 与 孔壁 的 挤 压 来 传 递 转 矩 。这 种 方 式 传 递 转 矩 的能 力 较 高 。b)用 配 合 螺 栓 对 中 装 拆 时 轴 不 需 要 作 轴 向 移 动 ， 但 螺 栓孔 需 配 铰 。 有 弹 性

30、元 件 挠 性 联 轴 器锥环无键消隙联轴器|弹 性 环 （ 锥 环 ） 联 接 ： 利 用 锥面 贴 合 并 挤 紧 在 轴 毂 之 间 用 摩 擦力 传 递 扭 矩 ， 有 过 载 保 护 作 用 。 膜 片 联 轴 器 有 弹 性 元 件 挠 性 联 轴 器特 点 ： 结 构 简 单 、 弹 性 元 件 的联 接 之 间 没 有 间 隙 ， 不 需 要 润滑 ， 维 护 方 便 、 质 量 小 、 对 环境 的 适 应 性 强 。 但 扭 转 减 振 性能 差 。应 用 ： 主 要 用 于 载 荷 平 稳 的 高速 传 动 ， 如 直 升 机 尾 翼 轴 。 弹 性 套 柱 销 联 轴

31、器制 造 容 易 、 装 拆 方 便 、 价廉 。 但 弹 性 套 易 磨 损 ， 寿 命较 短 。用 于 载 荷 平 稳 、 起 动 频 繁或 需 正 反 转 中 。 有 弹 性 元 件 挠 性 联 轴 器 有 弹 性 元 件 挠 性 联 轴 器弹 性 柱 销 联 轴 器 结 构 简 单 ， 制 造 、 装拆 方 便 ， 价 廉 ， 耐 久性 好 。用 于 轴 窜 动 大 、 起 动频 繁 或 需 正 反 转 变 化较 多 中 。 有 弹 性 元 件 挠 性 联 轴 器梅 花 形 弹 性 联 轴 器弹 性 元 件 为 梅 花 形 ， 装 配 时 ， 花 瓣部 分 加 紧 在 两 半 联 轴

32、器 端 面 的 凸 出齿 在 交 错 插 进 时 所 形 成 的 齿 侧 空 间 ，起 到 缓 冲 减 振 的 作 用 。 有 弹 性 元 件 挠 性 联 轴 器轮 胎 式 联 轴 器 富 有 弹 性 ， 具 有 良 好 的 消 振能 力 ， 能 有 效 地 降 低 动 载 荷和 补 偿 较 大 的 轴 向 位 移 ， 且绝 缘 性 能 好 ， 运 转 无 噪 音 。但 径 向 尺 寸 较 大 ， 当 转 矩 较大 时 ， 产 生 附 加 轴 向 载 荷 。 十 字 滑 块 联 轴 器工 作 时 ,十 字 滑 块 随 两 轴 转 动 ,同时 滑 块 上 的 两 榫 可 在 两 半 联 轴 器的

33、 凹 槽 中 滑 动 ， 以 补 偿 两 轴 的 径向 位 移 。结 构 简 单 、 成 本 低 ；适 用 于 两 轴 相 对 偏 移 量 较 大 、转 速 不 高 、 工 作 平 稳 的 场 合 。无 弹 性 元 件 挠 性 联 轴 器 无 弹 性 元 件 挠 性 联 轴 器允 许适 用 于 小 功 率 、 高 转 速 、 工 作 较 平 稳 的 场 合 两 面 带 有 凸 块的 浮 动 盘 无 弹 性 元 件 挠 性 联 轴 器允 许 较 大 的 无 弹 性 元 件 挠 性 联 轴 器较大的齿侧间隙齿顶做成球面有 较 多 齿 传 递 转 矩 承 载 高 ， 用 于 重 型 机 械 。允 许

34、齿 式 联 轴 器 无 弹 性 元 件 挠 性 联 轴 器滚 子 链 联 轴 器允 许 径 向 位 移 ， 小 的 角 位 移结 构 简 单 、 装 拆 方 便不 适 用 于 有 逆 转 的 情 况 二 、 滚 珠 丝 杠 螺 母 副丝杠螺母副将旋转运动转变成直线运动，用较小的驱动力矩就可获得较大的轴向牵引力。 1.工 作 原 理主要构成： 丝杠、丝杠螺母和滚动体（回珠装置）。功能：实现旋转运动与直线运动之间相互转换或调整。作用：用于机构之间能量的传递和运动形式的传递。螺母丝杠滚珠 滚 珠 丝 杠 螺 母 副 的 工 作 原 理当 丝 杠 作 为 主 动 体 时 ， 螺 母 就 会 随 丝 杠

35、 的 转 动 角 度 按 照 对 应 规 格 的 导程 转 化 成 直 线 运 动 ， 被 动 工 件 可 以 通 过 螺 母 座 和 螺 母 连 接 ， 从 而 实 现 对 应 的 直 线 运 动 。 滚 珠 丝 杠 螺 母 副 的 特 点优点缺点传 动 效 率 高摩 擦 阻 力 小传 动 精 度 高有 可 逆 性使 用 寿 命 长 制 造 工 艺 复 杂 ， 成 本 高不 能 实 现 自 锁抗 冲 击 能 力 差承 载 能 力 不 如 滑 动 丝 杠 传 动 大 滚 珠 丝 杠 螺 母 副 的 循 环 方 式按滚珠的循环方式分为外循环内循环滚珠在循环过程中有时与丝杠脱离接触滚珠在循环过程中

36、始终与丝杠保持接触 内循环外循环 外 循 环 方 式 滚 珠 在 循 环 过 程 结 束 后 ，通 过 螺 母 外 表 面 上 的 螺旋 槽 或 插 管 返 回 丝 杠 螺母 间 重 新 进 入 循 环 。 外循 环 采 用 多 圈 ， 常 见 的外 循 环 式 有 插 管 式 和 螺旋 槽 式 外 循 环 -插 管 式结 构 ： 用 弯 曲 成 形 的 管 子 插 入 螺 母 工 作 圈 始 、 末 端 孔 内 以 引 导 滚珠 通 过 插 管 ， 形 成 滚 珠 的 多 圈 循 环 链 。优 点 ： 结 构 简 单 ， 流 畅 性 好 ， 有 较 好 的 工 艺 性 ， 便 于 大 量 生

37、 产 缺 点 ： 径 向 外 形 尺 寸 较 大 ， 挡 珠 用 的 端 部 耐 磨 性 差 外 循 环 -螺 旋 槽 式在 螺 母 体 的 外 圆 柱 上 直 接 铣 出 螺 旋 槽 作 为 滚 珠 的 回 程 道 。特 点 ： 工 艺 简 单 ， 易 于 制 造 ， 故 使 用 较 广 。 内 循 环 内 循 环 采 用 单 圈 ， 即 在 一 个 循 环 回 路 中 只 有 一 圈 滚 珠 。 在 螺 母 的 侧 孔 中 ， 装 入 接 通 相 邻 两 圈 螺 纹 滚 道 的 反 向 器 ，借 助 反 向 器 上 回 珠 槽 实 现 循 环 。 三 、 数 控 机 床 用 导 轨机 床

38、上 的 直 线 运 动 部 件 都 是 沿 着 它 的床 身 、 立 柱 、 横 梁 等 上 的 导 轨 进 行 运动 的 。从 广 义 上 讲 ： 导 轨 副 是 用 来 支 承 和 引导 运 动 部 件 沿 一 定 的 轨 道 运 动 。 数 控 机 床 的 导 轨作 用引 导 运 动 部 件 按 给 定 运 动 轨 迹 准确 运 动 数 控 机 床 的 导 轨组 成活动导轨支承导轨 滑 动 导 轨特 征 ： 动 导 轨 和 支 承 导 轨 之 间 为 直 接 接 触 ， 滑 动 导 轨面 之 间 呈 混 合 摩 擦缺 点优 点 F结 构 简 单 、 制 造 方 便 和 抗 振 性 良 好

39、 ， 便 于 保 持 精 度 、刚 度 ， 用 于 对 低 速 均 匀 性 及 定 位 精 度 要 求 不 高 的 机 床 。F摩 擦 系 数 大 、 磨 损 快 、 使 用 寿 命 短 、 低 速 易 产 生爬 行 。 滑 动 导 轨 塑 料 导 轨分 为 ： 贴 塑 导 轨 和 注 塑 导 轨r优 点 ： 摩 擦 系 数 低 而 稳 定 ， 吸 收 振 动 、 耐 磨 性 好 、 化 学 稳 定性 好 、 维 修 方 便 、 经 济 性 好 等 。r缺 点 ： 易 蠕 变 ， 在 静 载 荷 的 长 时 间 作 用 下 ， 变 形 增 加 ， 且 承载 能 力 低 ， 导 热 性 差 。

40、滚 动 导 轨 型 式 ： 运 动 件 （ 动 导 轨 ） 和 承 导 件 （ 静 导 轨 ） 之 间 放 置 滚 动 体（ 滚 珠 、 滚 柱 、 滚 针 等 ） 滚 动 导 轨 特 点 ：滚 动 导 轨 由 于 滑 动 件 与 支 承 件 之 间 是滚 动 摩 擦 ， 因 此 ， 摩 擦 系 数 小 ， 且 动 、静 摩 擦 系 数 差 别 小 ， 低 速 运 动 平 稳 ，无 爬 行 ， 运 动 灵 活 ， 定 位 精 度 高 。直 线 滚 动 导 轨 由 专 业 生 产 厂 家 生 产 。 直 线 滚 动 导 轨 与 平 面 导 轨一 样 ， 有 两 个 基 本 元 件 ；一 个 作

41、为 导 向 的 为 固 定 元件 （ 导 轨 体 ） ， 另 一 个 是移 动 元 件 （ 滑 块 ） 。 它 将支 承 导 轨 和 导 向 导 轨 组 合在 一 起 。 滚 动 导 轨 的 结 构 形 式直线滚动导轨安装孔安装孔滚动体导轨滑块 直 线 滚 动 导 轨X直 线 导 轨 被 广 泛 用 于 中 、 小 型 精 密 数 控 机 床 上 ， 特 别 是 中小 惯 量 的 高 速 数 控 机 床 、 激 光 切 割 机 、 数 控 车 削 中 心 等 。 滚 动 导 轨 块F滚 动 体 结 构 如 图 所 示 ， 使 用 时 ， 导 轨 块 装 在 运 动 部 件 上 ，每 一 导 轨

42、 应 至 少 用 两 块 或 更 多 块 ， 导 轨 块 的 数 目 取 决 于 导 轨的 长 度 和 负 载 的 大 小 。 与 之 相 对 的 导 轨 多 用 镶 钢 淬 火 导 轨 。 第 四 节 数 控 机 床 机 械 结 构 故 障 诊 断 数 控 机 床 属 于 技 术 密 集 型 和 知 识 密 集型 设 备 ， 从 系 统 的 基 本 观 点 和 原 理 出 发 ，考 察 研 究 对 象 ， 无 论 是 机 械 或 电 气 方 面 的问 题 ， 都 要 二 者 兼 顾 。 机 械 结 构 故 障 诊 断 1.主 传 动 链 故 障 诊 断 噪 声 过 大 主 轴 部 件 动 平

43、 衡 不 良 ， 使 主 轴 回 转 时 振 动 过 大 ， 引 起 工 作 噪 声 。 对 于 齿 轮 变 速 的 形 式 ， 主 轴 传 动 齿 轮 磨 损 ， 使 齿 轮 啮 合 间 隙 过 大 ，主 轴 回 转 时 冲 击 振 动 过 大 ， 引 起 工 作 噪 声 。 主 轴 支 承 轴 承 拉 毛 或 损 坏 ， 使 主 轴 回 转 间 隙 过 大 ， 回 转 时 冲 击 、振 动 过 大 ， 引 起 工 作 噪 声 。 主 传 动 链 故 障 诊 断 主 轴 在 强 力 切 削 时 停 转主 轴 电 动 机 与 主 轴 连 接 的 传 动 带 过 松 。传 动 带 表 面 有 油

44、 ， 造 成 主 轴 传 动 时 传 动 带 打 滑 。传 动 带 使 用 过 久 而 失 效 ， 造 成 主 轴 电 动 机 转 矩 无 法 传 动 ，强 力 切 削 时 主 轴 转 矩 不 足 。主 轴 传 动 机 构 中 的 离 合 器 、 联 轴 器 连 接 、 调 整 过 松 或 磨损 ， 造 成 主 轴 电 动 机 转 矩 传 动 误 差 过 大 ， 强 力 切 削 时 主轴 振 动 强 烈 。 主 传 动 链 故 障 诊 断主 轴 发 热 主 轴 轴 承 预 紧 力 过 大 ， 造 成 主 轴 回 转 时 摩 擦 过 大 ， 引 起主 轴 温 度 急 剧 升 高 。主 轴 轴 承

45、 研 伤 或 损 坏 ， 造 成 主 轴 回 转 时 摩 擦 过 大 ， 引 起主 轴 温 度 急 剧 升 高 。主 轴 润 滑 油 脏 或 有 杂 质 ， 造 成 主 轴 回 转 时 阻 力 过 大 ， 引起 主 轴 温 度 升 高 。主 轴 轴 承 润 滑 油 脂 耗 尽 或 润 滑 油 脂 过 多 ， 造 成 主 轴 回 转时 阻 力 、 摩 擦 过 大 ， 引 起 主 轴 温 度 升 高 。 主 传 动 链 故 障 诊 断刀 具 无 法 夹 紧 碟 形 弹 簧 位 移 量 太 小 ， 使 主 轴 抓 刀 、 夹 紧 装 置 无 法 到 达正 确 位 置 ， 刀 具 无 法 夹 紧 。弹

46、 簧 夹 头 损 坏 ， 使 主 轴 夹 紧 装 置 无 法 夹 紧 刀 具 。碟 形 弹 簧 失 效 ， 使 主 轴 抓 刀 、 夹 紧 装 置 无 法 运 动 到 达 正确 位 置 ， 刀 具 无 法 夹 紧 。刀 柄 上 拉 钉 过 长 ， 顶 撞 到 主 轴 抓 刀 、 夹 紧 装 置 ， 使 其 无法 运 动 到 达 正 确 位 置 ， 刀 具 无 法 夹 紧 。 维 修 实 例 故 障 现 象 ： 开 机 后 主 轴 不 转 动 。 故 障 可 能 原 因 及 排 除主 传 动 电 动 机 烧 坏 ， 失 去 动 力 源 检查电动机电机运转良好；v带 过 长 打 滑 ， 带 不 动

47、 主 轴 调整V带松紧程度主轴仍无法转动；带 轮 的 键 或 键 槽 损 坏 ， 带 轮 空 转 检查传动键没有损坏；传 动 轴 上 的 齿 轮 或 轴 承 损 坏 ， 造 成 了 传 动 卡 死 拆 下 传 动 轴 发 现 轴 承 ， 因 缺 乏 润 滑 而 烧 毁 ， 将 其 拆 下后 ， 手 动 转 动 主 轴 正 常 维 修 实 例 故 障 现 象 ： 开 机 后 主 轴 不 转 动 。 处 理 过 程 ：将 轴 承 装 上 后 试 验 主 轴 运 动 正 常 ， 但 主 轴 制动 时 间 较 长 ， 这 时 就 应 调 整 摩 擦 盘 和 衔 铁 之 间的 间 隙 ， 将 衔 铁 和

48、 摩 擦 盘 间 隙 调 至 1mm之 后 ，用 螺 母 将 其 锁 紧 之 后 再 试 车 ， 主 轴 制 动 迅 速 ，故 障 全 排 除 。 维 修 实 例 故 障 现 象 ： 孔 加 工 时 表 面 粗 糙 度 值 太 大 。 故 障 可 能 原 因 及 处 理主 轴 径 向 间 隙 大 ， 轴 向 窜 动 大 应 拆 卸 主 轴 ， 修 磨 垫 片 ， 拧 紧螺 母 ， 保 证 其 径 向 圆 跳 动 误 差 和 轴 向 窜 动 量 合 格 。 主 轴 与 轴 瓦 的 接 触 精 度 差 应 刮 研 轴 瓦 或 更 换 新 轴 承 ， 修 复 轴承 配 合 精 度 ；传 动 V带 过

49、 松 或 有 破 损 现 象 应 调 整 、 紧 固 电 动 机 座 使 V带 适 当张 紧 或 更 换 新 V带 ；电 动 机 振 动 大 应 紧 固 电 动 机 座 或 更 换 电 动 机 维 修 实 例 故 障 现 象 ： TH5840立 式 加 工 中 心 换 档 变 速 时 ， 变 速 汽 缸 不动 作 ， 无 法 变 速 。故 障 可 能 原 因 及 处 理气 动 系 统 压 力 太 低 或 流 量 不 足 检 查 气 动 系 统 的 压 力 ， 压力 表 显 示 压 力 正 常 。 气 动 换 向 阀 电 磁 铁 已 带 电 用 手 动 换 向 阀 ， 变 速 气 缸 动 作 判

50、 定 气 动 换 向 阀 有 故 障 拆 下 气 动 换 向 阀 ， 检 查 发 现 有 污物 卡 住 阀 芯 进 行 清 洗 后 ， 重 新 装 好 ， 故 障 排 除 2.联 轴 器 松 动 的 调 整联 轴 器 承 受 的 瞬 间 冲 击 较 大 ， 容 易 引 起 联 轴 器 松动 和 扭 转 。 在 实 际 加 工 时 ， 主 要 表 现 为 各 方 向 运 动正 常 、 编 码 器 反 馈 也 正 常 、 系 统 无 报 警 ， 而 运 动 值却 始 终 无 法 与 指 令 值 相 符 合 ， 加 工 误 差 值 越 来 越 大 ，甚 至 造 成 加 工 的 零 件 报 废 。联

51、轴 器 按 结 构 可 分 为 刚 性 联 轴 器 和 挠 性 联 轴 器 两种 形 式 ， 可 按 其 结 构 分 别 加 以 处 理 。 刚 性 联 轴 器 松 动 的 调 整第 一 种 方 法 第 二 种 方 法采 用 特 制 的 小 头 带 螺纹 的 圆 锥 销 ， 用 螺 母 加弹 性 垫 圈 锁 紧 ， 防 止 圆锥 销 因 快 速 转 换 而 引 起的 松 动 。 采 用 两 只 一 大 一 小 的 弹性 销 取 代 圆 锥 销 连 接 ， 这种 方 法 虽 然 没 有 圆 锥 销 的连 接 方 法 精 度 高 ， 但 能 很好 地 解 决 圆 锥 销 松 动 问 题 ，而 且

52、结 构 紧 凑 ， 装 配 也 十分 方 便 。思考？ 电 动 机 联 轴 器 松 动 的 故 障 维 修 E故 障 现 象 ： 一 台 数 控 车 床 ， 加 工 零 件 时 ， 常 出 现 径 向尺 寸 忽 大 忽 小 的 故 障 。E分 析 及 处 理 过 程 ： 检 查 控 制 系 统 及 加 工 程 序 均 正 常 ，然 后 检 查 传 动 链 中 电 动 机 与 丝 杠 的 联 接 处 ， 发 现 电 动 机联 轴 器 紧 固 螺 钉 松 动 ， 使 得 电 动 机 轴 与 丝 杠 产 生 相 对 运动 。 由 于 半 闭 环 系 统 的 位 置 检 测 器 件 在 电 动 机 侧

53、 ， 丝 杠的 实 际 转 动 量 无 法 检 测 ， 从 而 导 致 零 件 尺 寸 不 稳 定 。E紧 固 电 动 机 联 轴 器 后 故 障 消 除 。 3.滚 珠 丝 杠 螺 母 副 的 故 障 维 修 滚 珠 丝 杠 螺 母 副 出 现 故 障 的 主 要 原 因 是 长 期 工 作 产 生 的 磨损 ， 或 由 于 外 界 脏 物 进 入 滚 珠 丝 杠 螺 母 副 内 部 研 坏 滚 道 或滚 动 体 ， 两 端 支 承 轴 承 磨 损 会 造 成 造 成 反 向 间 隙 过 大 ， 或没 有 正 常 维 护 造 成 的 。 滚 珠 丝 杠 螺 母 副 的 常 见 故 障 维 修

54、 现 象 ： 滚 珠 丝 杠 副 噪 声o 原 因 及 排 除 方 法 ： 滚 珠 丝 杠 轴 承 压 盖 压 合 不 良 调 整 压 盖 ， 使 其 压 紧 轴 承 滚 珠 丝 杠 润 滑 不 良 检 查 分 油 器 和 油 路 ， 使 润 滑 油 充 足 滚 珠 破 损 更 换 滚 珠 电 动 机 与 滚 珠 丝 杠 联 轴 器 松 动 拧 紧 联 轴 器 锁 紧 螺 钉 滚 珠 丝 杠 螺 母 副 的 常 见 故 障 维 修 现 象 ： 滚 珠 丝 杠 不 灵 活o 原 因 及 排 除 方 法 ： 轴 向 预 加 载 荷 太 大 调 整 轴 向 间 隙和 预 加 载 荷 丝 杠 与 导 轨 不 平 行 调 整 丝 杠 支 座位 置 ， 使 丝 杠 与 导 轨 平 行 螺 母 轴 线 与 导 轨 不 平 行 调 整 螺 母座 的 位 置 丝 杠 弯 曲 变 形 校 直 丝 杠