35m数控铣床故障处理及改造.docx

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1、3.5m数控铳床C轴进给运动时工件抖动，分度精度超差，检查发现C轴传动链中间连接部分传动失效，同时蜗轮蜗杆对中性出现偏差，经过维修及改造，恢复了机床功能及精度。1 .序言本公司购入3.5m数控重型卧式铳床后，用于大型薄壁筒类零件的加工。机床主轴箱具有主传动及C轴进给功能，共有车削和铳削两个刀架；采用西门子840D系统，全闭环控制，可实现铳削刀架X、Y、Z三个方向的移动及主轴C轴分度运动的4轴联动。在近期使用过程中，机床主轴C轴分度运动时工件出现明显抖动，且分度运动精度严重超差，已无法满足生产要求。2 .原因分析与排查机床主轴C轴分度运动与主传动的切换通过电磁滑阀一油缸实现，主传动变速油缸采用差

2、动油缸形式，拨叉设有3个位置：一挡、空挡、二挡，空挡时用于C轴分度运动。C轴传动链为伺服电动机一1：10减速器蜗杆蜗轮梳齿盘（油缸控制）一斜齿圆柱齿轮一主轴。双电动机分别驱动两条传动链，通过双侧齿轮消除反向间隙。蜗轮空套在传动轴上，左侧梳齿盘与蜗轮通过螺纹联接，右侧梳齿盘与主轴通过花键周向传动，油缸控制右侧梳齿盘轴向的移动。梳齿盘啮合时，C轴传动;梳齿盘脱开时，C轴进给停止。经过对传动链的详细检查，圆柱齿轮及梳齿盘啮合可靠无间隙，无磨损情况;蜗轮蜗杆传动平稳未出现异常，但蜗轮齿面单侧磨损严重，肉眼可见啮合痕迹偏离中线；减速器输出轴与蜗杆轴之间采用胀环联接，蜗杆轴一端为空心轴，胀环套在空心轴外，

3、通过胀环施加的力使空心轴内壁与减速器轴紧密联接，进行拆解后发现结合面严重磨损。综上所述，存在的问题有：蜗杆轴上端空心轴内壁与减速器轴表面均明显磨损，二者配合尺寸偏差过大，导致C轴传动控制失效。蜗轮蜗杆对中性出现明显偏差，蜗轮齿面单侧磨损严重，严重影响蜗轮蜗杆寿命。3 .故障处理及改进措施3.1 蜗杆轴与减速器轴胀环联接部分磨损失效为消除蜗杆轴内壁与减速器轴的间隙，需先将磨损的蜗杆轴内壁与减速器轴的外表面加工平整，之后在二者之间加薄壁轴套达到过渡配合。减速器轴与空心轴配合的基本尺寸为。75mm,磨损最严重处尺寸分别为。74.4mm、75.5mmo考虑加工成本、加工条件及工艺性，薄壁轴套初加工厚度

4、取3mm最合适，为保证加工后的强度，空心轴加工量应尽量小，薄壁轴套内孔加工至73+0.030mm,减速机轴加工至73+0.03/Omm,两者过渡配合，空心轴内孔加工至。75.5+0.03/Omm。如图1所示。图1减速机输出轴及蜗杆轴示意由于该减速机为进口高精度减速机，对装配条件、装配方法要求很苛刻，本厂无法满足装配要求，不能将其拆卸开加工输出轴，就要考虑怎样将减速机轴周向锁定进行加工。该减速器输入轴与电动机轴的联接采用螺纹紧固的形式，用内六角圆柱头螺钉，紧固缩小空心轴两部分的间隙，夹紧电动机轴进行传动。可以利用此结构对减速机轴进行锁紧，将螺钉拧至如图2所示位置即可锁死减速机轴转动。在数控卧式车

5、床上用单动卡盘夹紧减速机壳体，完成减速机轴的加工。图2减速机输入轴示意薄壁轴套内孔加工完成后，由于薄壁结构刚度及强度较小，再单独加工其外圆会导致已加工的内孔变形，故选择在200环境加热25min,与减速机轴装配之后冷却至常温，最后车削加工轴套外圆至。75.5+0.030mm与空心轴内孔过渡酉己人。考虑到磨损原因为该部分胀环联接满足不了在机床较高负荷工作条件下传递足够扭矩，导致结合面相对滑动，长时间使用后磨损加剧，使传动失效，特增加销联接结构，在减速机轴和空心轴上加工出销孔，根据轴径尺寸，选择4)2Omm圆柱销，保证足够的联接强度。3.2 蜗轮蜗杆对中性出现明显偏差蜗轮与主轴部分的联接如图3所示

6、，由于床头箱箱体及蜗轮蜗杆各部分加工过程中有一定超差，累积误差导致蜗轮蜗杆没有对正。在图示方向上蜗轮相对于正确啮合位置向右偏移，根据对蜗轮表面磨损情况的检查，偏移量在Imm左右。要恢复正确位置，需要将其轴向定位向左移动，梳齿盘的轴向运动由右侧油缸控制，在两梳齿盘咬合后液压系统会进行保压，确保二者啮合紧密可靠，蜗轮向左移动的量不会影响梳齿盘的传动可靠性。图3C轴进给部分蜗轮轴向定位示意如果用加装轴向隔套等零件来调节，无法保证零件轴向尺寸恰好弥补偏移量，将需要多次修配调整才能保证蜗轮的正确位置。蜗轮部分与角接触球轴承外环的配合公差为H7间隙配合，适宜采用轴向可调整的补偿方法。根据现有结构特点，考虑

7、到加工成本、加工时间和加工工艺性，最终选择在蜗轮上打螺纹孔，通过螺钉来调节蜗轮轴向位置。根据现有结构尺寸，左侧推力轴承外径为240mm,右侧角接触球轴承外径为()260mm,为保证轴向定位稳定可靠，螺钉端面要与角接触球轴承有足够接触面积，螺钉直径应稍大一些，螺纹孔所在分度圆直径应尽量小，但是螺钉头不能与左侧推力轴承产生干涉，综合考虑之后，决定在。260mm分度圆上加工3个M12沉头螺纹孔，用内六角圆柱头螺钉使蜗轮向左移动补偿偏差。4 .维修及改进效果经过维修与改造，蜗杆轴与减速器轴胀环联接处表面质量得到修复，薄壁套筒满足其过渡配合，保证了传动平稳性和可靠性，增加的销联接结构进一步增加联接强度，

8、满足高负荷工作时传递足够扭矩。装配时蜗轮轴向定位通过螺钉可以方便地调整，使蜗轮蜗杆恢复正确啮合位置，保证了蜗轮蜗杆的使用寿命。5 .结束语经过试运行和试件加工试验，C轴进给没有再出现工件抖动等异常情况，传动稳定可靠，C轴分度精度达标，试件加工精度满足要求。本次维修及改造及时有效地解决了设备的问题，取得了良好的效果，也为处理类似的设备问题提供了方法和经验。附参考资料数控铳床的常见故障及解决办法数控钻铳床的数控控制系统中都有故障自诊断功能，一般情况下发生故障时都有报警信息出现,根据机床所使用的控制系统不同，提供的报警内容多少不一,按说明书中的故障处理方法检查，大多数的故障都能找到解决方法。另外有时

9、由于故障出现的频率不高，请特约维修服务部处理时也会遇到很大的麻烦，对这类故障我们认为：必须根据具体情况，仔细检查，从现象的微小之处进行分析，找出它的真正原因，力争自行解决。在查找故障原因前，必须了解以下情况：一、故障是在正常工作中出现还是刚开机就出现的。二、出现的次数，是第一次还是多次发生。三、确认机床的加工程序不会有错。四、其他人员是否对该机床进行了修理或调整。五、维修时的故障现象与现场的情况是否有差别。下面对数控钻铳床的一些故障进行简单分析，以供参考。数控铳床在使用中出现手动移动正常，自动回零时移动一段距离后不动，重开手动移动又正常。铳床使用经济数控，步进电机，手动移动时由于速度稍慢移动正

10、常，自动回零时快速移动距离较长，出现机械卡住现象。根据故障进行分析,主要是机械原因，后经询问，得知该机床曾因加工时尺寸不准，另一台机床上的电机拆来使用才出现了该故障的，经仔细检查是因变速箱中的齿轮间隙太小引起，重新调整后正常。数控钻铳床主轴失控。主轴转动显的无力且伴有异常声音。根据查看到的现象，引起该故障的原因可能有主轴控制器失控，机械变速器或电机上的原因也不能排除。由于拆卸机械部分检查的工作量较大，因此先对电气部分的主轴控制器进行检查，首先检查控制器中预设的参数，再检查控制扳，都无异常，经查看电路板较脏，按要求对电路板进行清洗，但装上后开机故障照旧。因此控制器内的故障原因暂时可排除。为确定故

11、障在电机还是在机械传动部分必须将电机和机械脱离，经分析，异常声音可能是轴承不良引起。将电机拆卸进行检查，发现轴承确已损坏。又经检查编码器的光盘已划破，更换轴承和编码器后所有故障全部排除。该故障主要是主轴旋转时有异常声音，因此在排除时应查清声源，再进行检查。有异常声音的常见为机械上磨擦、卡阻和轴承损坏。数控机床中的故障大都是一些较难处理的故障。在这些故障中，以机械原因引起的较多。其次是一些综合因素引起的故障，这些故障的产生通常是由于电源电压、液压、气动、油污、环境温度等外部条件的影响所致。另外，数控机床在使用较长时间后，由于元器件老化、机械零件磨损，也将使系统与机械部分的匹配产生问题，而导致故障

12、的产生。对这些故障的修理一般具有一定的难度，特别是对故障的现象判断尤其重要。因此，重视数控钻铳床的使用环境，加强对数控机床的维护保养，是减少鼓掌发生机率的根本途径，是保证数控钻铳床正常工作的重要手段。数控铳床常见问题及解决方法任务要求(1)掌握各种报警类型(2)熟练掌握程报的解决措施基本内容1.报警类型与解决方法I)报警类型常见的报警类型有油路报警、主轴报警、翅程报警、注册过期报警、传输问题报警等。2)解决方法首先查看并判断为何种类型的报警.然后对症下药。步骤：主菜单故障诊断(F6)报协显示(F6)。根据显示的报警情况，采取相应的措施解除报苦.如果是油路报警，获应该添加润滑油。如果是主轴报警，

13、需判断是由于沮度太高而引起的，还是由于受力过大而引起的，相应地采用减小受力等方法处理.如果显示为+X方向超程，则应手动向一X方向移动工作台，以解除报警.如果是注册过期问题，应重新注册，如果是亮度显示过亮或过暗，应在手动方式下.按亮度调节按键.调节亮度;如果是传输问恻.小的程序可以传愉.大的程序不能传输，可能是Flash卡或电子盘有问服;如果出现低速爬行、高速抖动等问题.应修改机床参数。2.报警解除在工作台行程的两端各有一个极限开关.作用是防止工作台碰撞而批坏.每当工作台碰到行程极限开关时，就会出现超程。初学者在移动坐标轴时.经常会出现超出行程的情况.发生超程报警。当某轴出现超程(超程解除”按健指示灯亮时，系统视其状况为紧急停止.要退出超程状态必须采取以下解决方法。(1)松开“急停”按钮，将工作方式设为手动或手摇方式.(2)一直按压着“报警解除”按键(数控系统会暂时忽略超程的紧急情况).直到急停状态取消。(3)在手动或手摇方式下.使该轴向相反方向退出超程状态。(4)松开“超程解除即按键,若显示屏上运行状恋栏显示.运行正常.,取代了“出错.，表示系统恢复正常.可以继续操作。注意:在操作机床退出超程状态时.请务必注意移动方向及移动速率.以免发生碰扭。若用以上方法解决无效时，可按下急停开关，再弹起开关看有无解除报警。或按超程解除键，时间按久一点.看有无消除报警;或重新启动机床。