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数控铣床机械故障原因分析与处理
Feb 20, 2021  来源:甘肃省山丹培黎学校  作者:耿建红

 
       摘要:数控铣床属于近年来我国在数控生产中常见的机械设备,对工业生产和发展产生直接影响,是促使国民经济发展的重要设备。但是,目前在数控铣床实际运行的过程中,受到诸多因素的影响经常会出现故障问题,不能确保数控铣床的良好、稳定运行,难以保证数控铣床的高效化应用。这就需要在数控铣床应用的过程中全面分析机械故障的原因,针对性开展故障处理工作,确保数控铣床的运行稳定性和质量,为后续的发展和使用夯实基础。
  
       关键词:数控铣床;机械故障原因;处理
  
       为了能够确保数控铣床的良好运行,预防故障问题带来不利影响,在实际工作中应该重点分析机械故障问题的发生原因,采用针对性的措施应对故障问题,确保数控铣床机械的高质量、合理性的应用,达到预期的故障处理目的。
  
       1、数控铣床分析
  
       数控铣床又被称作是 CNC 铣床,主要就是利用电子计数字化信号控制的铣床,具有自动化加工的特点,和一般铣床相比,数控铣床的加工工艺处于相似的状态,结构也非常相似,但是,数控铣床可以利用数控技术进行控制,主要分成不带刀库和带刀库两种,其中带刀库被称作加工中心。近年来,在我国社会快速发展、科学技术进步的环境背景下,机械产品开始向着精密性、复杂化的方向发展,需要进行频繁的改型,尤其是宇航领域、造船领域、军事领域中所需要使用的机械零件,对精确度的要求很高,形状非常复杂,加工期间普通的机床已经无法满足自动化加工需求,只有积极采用数控铣床开展加工工作,才能保证适应性、精确度与质量稳定性,通过电子计算机技术、自动化控制技术、伺服驱动技术、精密测量技术等,形成良好的数控铣床的发展促进作用,增强技术的应用效果,改善相关的数控铣床的应用现状与技术应用形式。但是,当前在数控铣床运行期间,受到诸多因素的影响经常会出现故障问题,不能确保整体设备的高效化与稳定性运行。
  
       2、数控铣床机械故障原因和处理
  
       为了确保数控铣床的高效化和稳定性运行,在实际工作中,应该全面分析和研究数控铣床机械故障问题的原因,便于开展处理工作,保证数控铣床的合理应用。具体原因和处理措施为:
  
       (1)主轴箱内拔叉磨损故障原因与处理。主轴箱内拔叉磨损故障问题,会导致液压变速的过程中,齿轮不能运行到位,很容易使得齿轮出现错位的现象。出现此类故障问题的原因,就是主轴箱之内的传动轴属于垂直安装状态,变速所采用的滑移齿轮部分则是垂直上下滑移,液压油缸在活塞杆上拔叉处理的过程中,能够形成齿轮滑移的推动作用,滑移的齿轮部分还有拔叉部分相对应旋转,齿轮的重力向着拔叉压过,导致拔叉容易出现磨损的现象,经常诱发机械故障问题。在全面分析和研究机械故障问题发生原因后,应该采用相应的解决对策:要求机械运行之前,选择应用球墨铸铁材料制作拔叉部分,每个垂直滑移的齿轮下部分都需要设置塔式的弹簧,将其当作是辅助的平衡装置,降低对拔叉所产生的压力。具体的维修工作中还需注意,活塞行程应该和滑移齿轮的定位之间处于协调状态,齿轮花键轴向上部分滑移的时候,需要设置相应的定位槽,在齿轮定位的环节中,推动拔叉的活塞也需要在限位点的部分,以免出现磨损的现象。如果拔叉部分已经出现了磨损的现象,就要按照质量标准更换备件,不能继续使用,以免诱发磨损不均、传动不正常的现象。
  
       (2)伺服电机发热故障原因与应对。在垂直电机驱动升降台实现向上部分与向下部分移动的过程中,通常情况下,升降台的零部件重量较高,所设置的平均机构存在运行难度,如果运转的时间很长,就可能会出现电机发热问题和噪声问题,并且电机热量还会传递到其他的零部件中,出现不良的影响。电机发热故障的原因,主要就是没有合理安装电刷,出现运行不良的现象,或者是滑环的接触不合理,在此情况下,就要针对电刷的安装情况全面检查,然后,重新进行安装处理,保证安装的准确性。也可能是因为升降台垂直导轨的镶条紧实度过高,出现附加荷载的现象,使得电机设备发热,此情况下就应该检查镶条的部分,了解实际情况,做好维修和管理工作,确保电机设备的高效化和稳定性运行。
  
       (3)机床热变形故障原因与应对。数控铣床实际应用期间,经常会出现机床热变形的故障问题,严重影响数控铣床的运行稳定性。出现此类故障问题的原因,就是安装主轴的轴承孔、主轴各个轴颈的同轴度不符合标准,轴承的精确度等级难以满足要求,安装质量较低,润滑效果不良等等,会使得主轴部件出现温度上升的现象,严重影响部件的应用质量。这就需要在具体的维修工作中,将轴承从原本的圆锥棍子类型改变成为向心推力球类型,从原本的稀油润滑改变成为锂基润滑脂,这样可以改善主轴温度上升的状况,预防出现机床热变形的故障问题。与此同时,出现机床热变形现象的原因还可能涉及伺服电机的温度过高,在热量传递的情况下出现机床热变形的问题,此时,就应该使用大容量的电机设备,预防出现电机升温的现象。为了有效规避和预防机床热变形的故障问题,还需要积极利用数控铣床的模拟功能,在编程阶段、机床处理的阶段,都需要结合热变形问题的发生原因和特点,积极采用模拟功能分析是否存在故障隐患问题,采用针对性的措施解决问题,从根本上规避和预防机床的热变形现象,提升数控铣床的运行效果和稳定性。还需注意的是,应该全面掌控数控铣床的特征,在应用期间,按照实际特征改善工件的工艺条件,和数控铣床的加工之间相互适应,然后创建机床热变形的维修档案,准确并且详细记录其中的故障信息与维修信息,在以后的工作中,可以有效规避和预防故障隐患问题,延长数控铣床机械设备的使用寿命,提升整体系统的运行稳定性和质量,保证工作的良好、高效化开展。
  
       (4)升降台切断电源下滑故障原因与应对。通常情况下,在数控铣床切断电源后,如果对其进行重新接通处理,加工零件的精确度很容易发生变化,如同一批零部件当天没有完成加工任务,第二天继续开展加工工作,也不能保证尺寸精确度的一致性。发生此类故障的原因,就是垂向移动升降台零部件有着一定的重量,夹具和工件会压向垂直传动的滚球丝杠部分,电机设备产生相应的力矩,导致丝杠的逆转受到一定影响,使得升降台不会继续下滑。但是,在机床电源被切断以后,如若未能合理使用其他的方式与措施,很容易在升降台自重的影响下出现下滑到底的现象。通常情况下,在对垂向传动伺服电机进行设计期间,会使用制动器部件,在机床出现断电现象的时候,制动器会起到一定的作用,使得电机轴停止,不会出现升降台下滑的现象,但是,受到制动器滞后性因素的影响,也可能会出现升降台下滑的问题,导致之后加工期间零部件的尺寸不精确。在解决此类故障问题的过程中,应该合理使用防止下滑问题的单向自锁器材料,比离合器的应用效果好很多,可以设置在驱动垂直丝杠的水平轴上面。在数控铣床切断电源后,升降台如果有下滑的现象,自锁器就能够立刻起到阻止的作用,可以加快阻止的速度,有效规避和预防下滑的现象。
  
       (5)系统自身故障故障与解决。数控铣床操作系统内如果存在的程序文件很多,系统就会做出提示,需要删除无用的程序文件,在此期间,如果错误地将最近的程序文件删除,很容易导致系统不能正常启动出现故障问题。在此情况下,就应该使用电脑拷贝文件,恢复系统中的程序文件,有效规避系统无法正常运行的问题。自动化系统在刀补的环节中,无法正常处理缩短型转接,此时,程序就会出现故障问题,出现此类问题的原因,多数都是在数控铣床执行 N008 程序段的时候,终止运行显示报警信号,并且有死机的现象,出现此类问题就需要全面检查程序的状态,明确是否有错误的程序,了解出现错误程序问题的原因,有针对性开展处理工作,保证数控铣床的高效化、稳定性运行,不会诱发严重的故障问题与安全问题。除此之外,在系统运行期间,还可能会出现刀具半径不畅功能从直线转变成为圆弧缩短型转接的问题,为了能够有效解决此类故障,应该完善加工操作的顺序和程序,在缩短型转移期间,先利用直线加工形式后采用圆弧加工形式转变成先使用圆弧加工模式后应用直线加工模式,与此同时,还应该设置过渡圆弧的部分,在转接的位置设置过渡圆弧,保证过渡圆弧与直线、圆弧之间能够相互适应,预防出现缩短型转接的问题。
  
       3、结语
  
       综上所述,近年来,在数控铣床实际运行和应用的过程中,受到诸多因素的影响经常会出现故障问题,不能确保数控铣床的运行稳定性和安全性,严重影响整体加工工作的高效化开展。这就需要在数控铣床运行期间,全面分析和研究出现故障问题的原因,结合故障的原因开展维修处理工作,降低故障问题的发生率,增强数控铣床的运行水平,满足当前的时代发展真实需求。
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