數(shù)控機(jī)床主軸常見(jiàn)故障畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題 目 數(shù)控機(jī)床主軸常見(jiàn)故障及故障分析和解決方法 </p><p>　　系 別 機(jī)電工程系 </p><p>　　專 業(yè) 數(shù)控技術(shù)與應(yīng)用 </p>&

2、lt;p><b>　　2012年4月2日</b></p><p>　　目 錄1.數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)‥‥‥‥‥‥‥‥‥1</p><p>　　1.1 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥1</p><p>　　2. 數(shù)控機(jī)床主軸結(jié)構(gòu)‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥22.1高速加工對(duì)機(jī)床主軸的要求‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥

3、‥‥22.2 主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥23. 數(shù)控機(jī)床主軸的故障分析與維修‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥2 4. 數(shù)控機(jī)床運(yùn)行中主軸的異常現(xiàn)象‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥34.1主軸發(fā)熱現(xiàn)象‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥34.2主軸出現(xiàn)異常噪音或振動(dòng)‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥34.3切削時(shí)主軸出現(xiàn)停轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)現(xiàn)象‥‥‥‥‥‥‥‥‥45.結(jié)束語(yǔ) ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥46.參考文

4、獻(xiàn)‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥4</p><p>　　數(shù)控機(jī)床主軸常見(jiàn)故障及故障分析和解決方法</p><p>　　摘要：隨著電子技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。數(shù)控機(jī)床的主軸技術(shù)也是相當(dāng)?shù)闹匾?，但往往也?huì)出現(xiàn)故障,外此給操作人員帶來(lái)便,為了發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的使用效率,本文中介紹了數(shù)控機(jī)床主軸常見(jiàn)的故障及對(duì)它的故障分析和解決的方法。關(guān)鍵詞： 數(shù)控技術(shù)，主軸結(jié)

5、構(gòu)，故障診斷。</p><p>　　1. 數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　1.1 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，數(shù)控系統(tǒng)正在向電氣化、電子化、高速化、精密化等方面高速發(fā)展，其主要研究熱點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：</p><p>　　(1)高精高速高效化速度效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造

6、技術(shù)關(guān)鍵的性能指標(biāo)，是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。若采用高速cpu芯片、risc芯片、多cpu控制系統(tǒng)、高分辨率檢測(cè)元件、交流數(shù)字伺服系統(tǒng)、配套電主軸、直線電機(jī)等技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。在今后的幾年，超精密數(shù)控機(jī)床正在向精密化、高速化、智能化和納米化發(fā)展，匯合而成的新一代數(shù)控機(jī)床。</p><p>　　(2) 柔性化數(shù)控系統(tǒng)采用新一代模塊化設(shè)計(jì)，功能覆蓋面更寬，可靠

7、性更強(qiáng)，可滿足不同用戶的需求。同一群控系統(tǒng)能根據(jù)不同生產(chǎn)流程，自動(dòng)進(jìn)行信息流動(dòng)態(tài)調(diào)整，發(fā)揮群控系統(tǒng)的功能。</p><p>　　(3)多軸化多軸聯(lián)動(dòng)加工，零件在一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上一次裝夾后，可進(jìn)行自動(dòng)換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)等操作，完成多工序、多表面的復(fù)合加工，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。</p><p>　　(4)軟硬件開(kāi)放化用戶可根據(jù)自己的需要，對(duì)數(shù)控系統(tǒng)軟件進(jìn)行二次開(kāi)

8、發(fā)，用戶的使用范圍不再受生產(chǎn)商的制約。</p><p>　　(5)實(shí)時(shí)智能化在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，實(shí)時(shí)智能控制的研究和應(yīng)用正沿著：自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等方面發(fā)展。如編程專家系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)出了故障時(shí)，診斷、維修等實(shí)現(xiàn)智能化。</p><p>　　2. 數(shù)控機(jī)床主軸結(jié)構(gòu)</p><p>　　2.1高速加工對(duì)機(jī)床主軸

9、的要求</p><p>　　高速加工對(duì)機(jī)床主軸系統(tǒng)不僅要求轉(zhuǎn)速高，輸出的扭矩和功率要大，還要求具有較高的主軸回轉(zhuǎn)精度和在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中保持具有良好的剛度、抗震性及熱穩(wěn)定性。</p><p>　　目前，國(guó)際上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)的高速加工中心主軸最高轉(zhuǎn)速高達(dá) 20,000 ～ 100,000r/min ，國(guó)內(nèi)中小型加工中心、數(shù)控銑床的主軸最高轉(zhuǎn)速也達(dá) 4000 ～ 6000r/min 。</p

10、><p>　　實(shí)際應(yīng)用中主要有兩類高速主軸：</p><p>　　一類是具有零傳動(dòng)的高速電主軸，這類主軸因采用電機(jī)和機(jī)床主軸一體化的結(jié)構(gòu)，并經(jīng)過(guò)精確的動(dòng)平衡校正，因此具有良好的回轉(zhuǎn)精度和穩(wěn)定性，但對(duì)輸出的扭矩和功率有所限制；</p><p>　　另一類是以變頻主軸電機(jī)與機(jī)械變速機(jī)構(gòu)相結(jié)合的主軸.這類主軸輸出的扭矩和功率要大得多，但相對(duì)來(lái)說(shuō)回轉(zhuǎn)精度和平穩(wěn)性要差一點(diǎn)，因此對(duì)

11、于這類主軸來(lái)說(shuō)，如何正確地設(shè)計(jì)機(jī)床主軸及其組件對(duì)機(jī)床加工精度的影響是至關(guān)重要的。</p><p>　　2.2主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　(1)主軸結(jié)構(gòu)（功率、速度）</p><p>　　(2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（用三維軟件繪制主軸所有零件三維造型，并裝配）</p><p>　　(3)工程圖：非標(biāo)準(zhǔn)件二維圖紙（電子圖）4張A4 ,1張A2(手工繪

12、制)</p><p>　　(4)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)內(nèi)容：主要零件設(shè)計(jì)尺寸計(jì)算、主要零件選用依據(jù)、主軸強(qiáng)度校核、主軸壽命計(jì)算、主軸速度計(jì)算</p><p>　　3.數(shù)控機(jī)床主軸的故障分析與維修</p><p>　　(1)故障現(xiàn)象一:不帶變頻的主軸不轉(zhuǎn)故障原因處理方法①機(jī)械傳動(dòng)故障引起檢查皮帶傳動(dòng)有無(wú)斷裂或機(jī)床是否掛了空擋②供給主軸的三相電源缺相或反相檢查電源,調(diào)換

13、任兩條電源線③電路連接錯(cuò)誤認(rèn)真參閱電路連接手冊(cè),確保連線正確④系統(tǒng)無(wú)相應(yīng)的主軸控制信號(hào)輸出用萬(wàn)用表測(cè)量系統(tǒng)信號(hào)輸出端,若無(wú)主軸控制信號(hào)輸出,則需更換相關(guān)IC元器件或送廠維修⑤系統(tǒng)有相應(yīng)的主軸控制信號(hào)輸出,但電源供給線路及控制信號(hào)輸出線路存在斷路或是元器件損壞用萬(wàn)用表檢查系統(tǒng)與主軸電機(jī)之間的電源供給回路,信號(hào)控制回路是否存在斷路;是否存在斷路;各連線間的觸點(diǎn)是否接觸不良;交流接觸器,直流繼電器是否有損壞;檢查熱繼電器是否過(guò)流

14、;檢查保險(xiǎn)管是否燒毀等。</p><p>　　(2)故障現(xiàn)象二:帶變頻器的主軸不轉(zhuǎn)故障原因處理方法：①機(jī)械傳動(dòng)故障引起檢查皮帶傳動(dòng)有無(wú)斷裂或機(jī)床是否掛了空擋②供給主軸的三相電源缺相檢查電源,調(diào)換任兩條電源線③數(shù)控系統(tǒng)的變頻器控制參數(shù)未打開(kāi)查閱系統(tǒng)說(shuō)明書(shū),了解變頻參數(shù)并更改④系統(tǒng)與變頻器的線路連接錯(cuò)誤查閱系統(tǒng)與變頻器的連線說(shuō)明書(shū),確保連線正確⑤模擬電壓輸出不正常用萬(wàn)用表檢查系統(tǒng)輸出的模擬電壓是否

15、正常;檢查模擬電壓信號(hào)線連接是否正確或接觸不良,變頻器接收的模擬電壓是否匹配⑥強(qiáng)電控制部分?jǐn)嗦坊蛟骷p壞檢查主軸供電這一線路各觸點(diǎn)連接是否可靠,線路有否斷路,直流繼電器是否損壞,保險(xiǎn)管是否燒壞⑦變頻器參數(shù)未調(diào)好變頻器內(nèi)含有控制方式選擇,分為變頻器面板控制主軸方式,NC系統(tǒng)控制主軸方式等,若不選擇NC系統(tǒng)控制方式,則無(wú)法用系統(tǒng)控制主軸,修改這一參數(shù);檢查相關(guān)參數(shù)設(shè)置是否合理</p><p>　　(3)

16、故障現(xiàn)象三:不帶變頻的主軸(換檔主軸)轉(zhuǎn)速不受控故障原因處理方法①系統(tǒng)無(wú)S01- S04的控制信號(hào)輸出檢查系統(tǒng)有無(wú)換檔控制信號(hào)輸出,若無(wú),則為系統(tǒng)故障更換IC或送廠維修②連接線路故障若系統(tǒng)有換檔控制信號(hào)輸出,則檢查各連接線路是否存在斷路或接觸不良,檢查直流繼電器或交流接觸器是否損壞③主軸電機(jī)損壞或短路檢查主軸電機(jī)④機(jī)械未掛檔掛好檔位 (4)故障現(xiàn)象四:主軸無(wú)制動(dòng)故障原因處理方法①制動(dòng)電路異常或強(qiáng)電元器件損壞檢

17、查橋堆,熔斷器,交流接觸器是否損壞;檢查強(qiáng)電回路是否斷路②制動(dòng)時(shí)間不夠長(zhǎng)調(diào)整系統(tǒng)或變頻器的制動(dòng)時(shí)間參數(shù)③系統(tǒng)無(wú)制動(dòng)信號(hào)輸出更換內(nèi)部元器件或送廠維修④變頻器控制參數(shù)未調(diào)好 查閱變頻器使用說(shuō)明書(shū),正確設(shè)置變頻器參數(shù)</p><p>　　(4)故障現(xiàn)象五:主軸啟動(dòng)后立即停止故障原因處理方法①系統(tǒng)輸出脈沖時(shí)間不夠調(diào)整系統(tǒng)的M代碼輸出時(shí)間②變頻器處于點(diǎn)動(dòng)狀態(tài)參閱變頻器的使用說(shuō)明書(shū),設(shè)置好參數(shù)③主軸線路

18、的控制元器件損壞檢查電路上的各觸點(diǎn)接觸是否良好,檢查直流繼電器,交流接觸器是否損壞,造成觸頭不自鎖④主軸電機(jī)短路,造成熱繼電器保護(hù)查找短路原因,使熱繼電器復(fù)位⑤主軸控制回路沒(méi)有帶自鎖電路,而把參數(shù)設(shè)置為脈沖信號(hào)輸出,使主軸不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)將系統(tǒng)控制主軸的啟停參數(shù)改為電平控制方式</p><p>　　(5)故障現(xiàn)象六:主軸轉(zhuǎn)動(dòng)不能停止故障原因處理方法①交流接觸器或直流繼電器損壞,長(zhǎng)時(shí)間吸合,無(wú)法控制更

19、換交流接觸器或直流繼電器</p><p>　　4.數(shù)控機(jī)床運(yùn)行中主軸的異?，F(xiàn)象</p><p><b>　　4.1主軸發(fā)熱現(xiàn)象</b></p><p>　　主軸軸承預(yù)緊力過(guò)大，造成主軸回轉(zhuǎn)時(shí)摩擦過(guò)大，引起主軸溫度急劇升高。（2）主軸軸承研傷或損壞，也會(huì)造成主軸回轉(zhuǎn)時(shí)摩擦過(guò)大，引起主軸溫度急劇升高。</p><p>　　

20、（3）主軸潤(rùn)滑油臟或有雜質(zhì)，也會(huì)造成主軸回轉(zhuǎn)時(shí)阻力過(guò)大，引起主軸溫度升高。（4）主軸軸承潤(rùn)滑油脂耗盡或潤(rùn)滑油脂過(guò)多，也會(huì)造成主軸回轉(zhuǎn)時(shí)阻力、摩擦過(guò)大，引起主軸溫度升高。</p><p>　　4.2主軸出現(xiàn)異常噪音或振動(dòng)</p><p>　　主軸部件動(dòng)平衡不良，使主軸回轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)過(guò)大，引起工作噪聲。需要機(jī)床生產(chǎn)廠家的專業(yè)人員對(duì)所有主軸部件重新進(jìn)行動(dòng)平衡檢查與調(diào)試。（2）主軸傳動(dòng)齒輪磨損，使

21、齒輪嚙合間隙過(guò)大，主軸回轉(zhuǎn)時(shí)沖擊振動(dòng)過(guò)大，引起工作噪聲。</p><p>　?。?）主軸支承軸承拉毛或損壞，使主軸回轉(zhuǎn)間隙過(guò)大，回轉(zhuǎn)時(shí)沖擊、振動(dòng)過(guò)大，引起工作噪聲。（4）主軸傳動(dòng)帶松弛或磨損，使主軸回轉(zhuǎn)時(shí)摩擦過(guò)大，引起工作噪聲。</p><p>　　4.3切削時(shí)主軸出現(xiàn)停轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)現(xiàn)象</p><p>　　主軸電動(dòng)機(jī)與主軸連接的傳動(dòng)帶過(guò)松，造成主軸傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩過(guò)小，

22、強(qiáng)力切削時(shí)主軸轉(zhuǎn)矩不足，產(chǎn)生報(bào)警，數(shù)控機(jī)床自動(dòng)停機(jī)。（2）主軸電動(dòng)機(jī)與主軸連接的傳動(dòng)帶表面有油，造成主軸傳動(dòng)時(shí)傳動(dòng)帶打滑，強(qiáng)力切削時(shí)主軸轉(zhuǎn)矩不足，產(chǎn)生報(bào)警，數(shù)控機(jī)床自動(dòng)停機(jī)。（3）主軸電動(dòng)機(jī)與主軸連接的傳動(dòng)帶使用過(guò)久而失效，造成主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩?zé)o法傳動(dòng)，強(qiáng)力切削時(shí)主軸轉(zhuǎn)矩不足，產(chǎn)生報(bào)警，數(shù)控機(jī)床自動(dòng)停機(jī)。（4）主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的離合器、聯(lián)軸器連接、調(diào)整過(guò)松或磨損，造成主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)誤差過(guò)大，強(qiáng)力切削時(shí)主軸振動(dòng)強(qiáng)烈。產(chǎn)生報(bào)警，數(shù)控機(jī)

23、床自動(dòng)停機(jī)。</p><p><b>　　5結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　這篇論文是我在校三年里所學(xué)習(xí)、總結(jié)和積累到的一些數(shù)控機(jī)床主軸常見(jiàn)故障及故障分析和解決方法。在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！</p><p><b>