ZH5120A立式钻削加工中心机械部分使用说明书.doc

zh5120a 立式钻削加工中心使用说明书(机械部分)最大钻孔直径 20mm出 厂 编 号中 华 人 民 共 和 国北 京 第 三 机 床 厂目 次注意事项1一. 机床的性能与结构21. 用途及特点-22. 主要技术参数-23. 主电机特性-44. 工作台尺寸-55. 机床的基本结构-5二. 机床的安装与调试101. 机床使用环境-102. 机床的地基-103. 机床的吊运-114. 机床的水平调整-135. 机床电源-13三. 机床的操作-141. 开机前的注意事项-142. 刀库操作-14四. 机床的维护与保养171 机床的定期检查与维护172 机床的润滑173 机床故障的排除18五. 机床附件201. 随机附件-202. 选用附件-20 六. 易损件-24zh5120a使用说明书共 25 页第 1 页注意事项1. 本机床为高精度机电一体化产品，操作人员在上岗前需经过培训，对机床结构、运动、功能和操作要有一个全面的了解。2. 操作者在操作机床之前应仔细阅读使用说明书(机械、电气两部分)，熟悉机床的操作方法和步骤。操作者应注意以下事项，以确保人身与机床的安全。a)在机床运动前，确认在机床运动区内没有障碍物，刀具、工件和夹具不会干涉。b)在机床运动时，不要进入其运动范围内。c)不要直接或间接接触机床的运动部件。d)一旦机床出现故障或有其它危险，请立即按下急停按钮，使机床运动停止。e)不要用湿手或其它湿物体接触操作按钮和开关。3. 用户不应随意拆卸主轴、丝杠等零部件，因为这些零件在装配时需精细调整，如果用户没有必要的工具设备和正确的调整方法，将很难保证机床在重装后具备应有的性能和精度，如果这些部位确需拆卸检修，请与我厂联系，在我们的指导下进行检修工作。zh5120a使用说明书共 25 页第 2 页一. 机床的性能与结构1. 用途及特点：zh5120a是一种装有自动换刀装置（atc)并配有数控系统的小型立式钻削加工中心机床。主要用于钻削加工工序，同时还可用来进行铣、镗、扩孔、攻丝等多种加工。使用本机床，工件可在一次装夹后自动地完成多个工序的加工，能节省大量的工艺装备，缩短生产准备周期，确保工件加工的一致性，提高生产效率，降低成本。本机床适用于多品种，中小批量工件的生产，是机械制造行业设备更新换代的理想产品。本机床具有以下特点： 加工效率高。机床采用高速主轴，快速进给系统和高速换刀装置，提高了加工切削速度，减少不切削时间，能得到很高的生产效率。应用范围广。机床采用数控系统自动控制，可四轴联动，除可进行钻、镗等点位加工外，还能进行直线、圆弧、螺旋线的铣削加工。自动化程度高。整个加工过程均由程序控制，无需人的介入。这样即保证了高的加工效率，又能消除可能的人为误差。定位精度高。机床的进给系统采用了交流伺服电机，精密滚珠丝杠和滚动导轨，再加上数控系统的补偿功能，使本机床具有很高的定位精度。宜人化设计。多功能nc操作面板使工作情况一目了然；整体式防护罩使工作环境更加清洁；自动润滑系统使维护保养更加方便。大流量冷却系统能充分满足强力切削的要求。2. 主要技术参数:2.1 机床的坐标:工作台左右运动方向为x坐标，向左（面对机床）为坐标正方向，机床参考点(坐标原点)在右。工作台前后运动方向为y坐标，向前（远离立柱）为坐标正方向，机床参考点在前。在机床坐标系下，坐标值均为负值。zh5120a使用说明书共 25 页第 3 页图1 机床坐标示意图主轴箱上下运动方向为z坐标，向上为坐标正方向，机床参考点在上。在机床坐标系下，坐标值均为负值。2.2 主要技术参数:加工能力:最大钻孔直径 45 20mm 攻丝范围45 m3m16x1.5 铣削效率ht200 6.5cm3/min工作行程:行程范围xxyxz 500x380x220mm 换刀行程 140mm 快速移动速度 15m/min(，) 12m/min() 进给速度范围 18000mm/min 最小设定单位 0.001mm 定位精度 0.03mm(x，y)；0.02mm(z) 重复定位精度 0.016mm工作台: 台面尺寸 630x380mm t形槽宽度x间距 14x100mm 承载能力 200kg主轴: 主轴转速 505000r/min 主轴锥孔 no.30自动换刀装置:刀柄型式 bt30 刀具容量 10把 换刀时间（刀对刀） 2秒 最大刀具尺寸（直径x长度） 63x200mm 最大刀具重量 2kg 全部刀具最大重量 15kgzh5120a使用说明书共 25 页第 4 页 其它: 主轴端面到工作台面最大距离 520mm主轴轴线到立柱导轨面防护罩距离 285mm水箱容积 150l水泵排量 60lmin机床外形尺寸（长x宽x高） 2280x1700x2350mm机床总重 2200kg3. 主电机特性：3.1 主电机输出功率特性曲线图23.2 主电机输出扭矩特性曲线图3zh5120a使用说明书共 25 页第 5 页4. 工作台尺寸图4 工作台尺寸图图5 基准t形槽尺寸图（工作台中间t形槽）5. 机床的基本结构本机床由11底座、12立柱、22主轴箱、41自动换刀装置(atc)、76润滑系统、81冷却系统、83防护罩、95电柜和96操作站等几部分组成(参见外观图)。zh5120a使用说明书共 25 页第 6 页zh5120a使用说明书共 25 页第 7 页zh5120a使用说明书共 25 页第 8 页5.1 底座底座前部装有工作台，后部与立柱相连，起着支撑与连接作用，它是整个机床的基础。5.2 工作台工作台是机床工作时的承载面，起到固定工件的作用，同时工作台还要x向y向的移动，带动工件做进给运动。5.3 立柱立柱中包含z坐标进给系统，其滑座板上安装主轴箱，滑座板的运动带动主轴箱实现z轴进给运动，立柱上部还固定着自动换刀装置(即刀库)。5.4 主轴箱主电机为交流伺服电机，具有低速大扭矩特性，无需减速既可使主轴产生较大的切削力，因此，主传动系统采用主电机与主轴直联的结构，主轴的支承采用两对高精度的成对安装角接触球轴承，主轴前端是7:24的bt30锥孔，用以安装刀柄。5.5 自动换刀装置(atc)刀库为固定转塔式结构，固定在立柱上部，刀库转位是由一单独的电机驱动一个凸轮完成的，刀柄在主轴锥内的插拔动作是由主轴箱在换刀行程内的上下移动来实现的，刀柄在主轴锥孔内可由拉刀杆拉紧，拉紧力是由一组碟形弹簧提供。主轴箱在换刀区下部50mm内，向上移动过程中，松刀杠杆会在松刀凸轮作用下压下拉刀杆，使刀柄松开；向下移入工作区时，刀柄被拉紧。图8 换刀过程示意图zh5120a使用说明书共 25 页第 9 页(a)主轴箱由工作区向上移到换刀区。(b)主轴箱在换刀区继续上移，在最初50mm行程中，刀柄被松开，在以后90mm行程中，刀柄从主轴锥孔中拔出，回到刀库上。(c)主轴箱移到换刀区上端后，刀库开始转位，使要换的刀柄转到刀库下部，对正主轴锥孔。(d)主轴箱向下移动，完成插刀、拉刀，回到工作区。5.6 润滑系统主轴轴承、丝杠轴承和刀库轴承采用润滑脂润滑。滚珠丝杠副和滚动直线导轨副的润滑采用自动间歇润滑装置，润滑泵每隔一段时间，向各润滑点输送一定量的润滑油。5.7 冷却系统冷却泵为新型大流量高压力电泵，保证提供充分的冷却。冷却液在流回冷却箱之前要经过过滤。5.8 防护罩防护罩为全封闭结构，使操作人员处于洁净的工作环境。5.9 电气系统 本机床的数控系统，主电机和进给电机均为日本产品。zh5120a使用说明书共 25 页第 10 页二.机床的安装与调试1. 机床使用环境:环境条件对机床的使用寿命和精度有很大影响，本机床的使用环境必须满足以下要求:a) 环境温度:040，库存和运输温度2060b) 最大温度变化率:1.1/minc) 湿度:通常4075(20时)，短时最大湿度95d) 避免机床受日光直射e) 避免机床受到振动(如附近的街道，其它振动较大的机床)f) 避免强烈的电磁幅射，如不应靠近电焊机、电火花加工机等机床g) 避免灰尘2. 机床的地基与安装空间2.1 机床的地基如果用户使用本机床的车间地面平整，且有350mm以上的混凝土地基，那么可以直接安装本机床，并进行相关调试。如果该车间不具备上述条件，则必须打造相应的地基，以满足本机床的使用要求。机床的地基应为具有一定强度的混凝土地面，本机床安装所需要的地基参见图9所示：2.2 机床的安装空间要求 按照人机工程学的要求，并结合本机床的实际情况，机床安装完成以后，在机床四周要留出一定的活动空间，即机床在各个方向上与障碍物的距离要足够大，这样才可以保证机床的正常使用与维修保养。本机床的安装空间要求可以参见图10所示：zh5120a使用说明书共 25 页第 11 页zh5120a使用说明书共 25 页第 12 页zh5120a使用说明书共 25 页第 13 页3. 机床的吊运3.1 吊具:吊具起重能力要在2.5吨以上。钢丝绳(带吊钩)两根，直径12mm以上，一根长约6米，一根长约4米。一根钢管，6010700。3.2 起吊前的准备: a) 把各直线运动坐标开到中间位置； b) 在主轴箱和工作台之间加方木支承； 图11 起吊示意图zh5120a使用说明书共 25 页第 14 页3.3 起吊: 把圆钢管插入立柱上部的起吊孔内，把长钢丝绳的两端分别挂在底座前部起吊螺栓上，把短钢丝绳的两端挂在圆钢管的两端（如图11，12所示：图中未画防护罩，实际起吊时不必去掉防护罩），即可起吊机床，注意在吊起和放下时，要尽量平稳，不要使机床受到撞击。 图12 起吊示意图zh5120a使用说明书共 25 页第 15 页4. 机床的水平调整机床安放到位后，进行水平调整，机床水平对精度影响很大，水平调整精度应尽可能高。 4.1 机床安放前，先使正中间的地脚螺栓调到所需高度。 4.2 使工作台处于x、y轴行程中间位置，把水平仪放置在工作台面中间以检验水平。 4.3 松开机床四周地脚螺栓的锁紧螺母，使之低于正中间地脚螺栓，然后交替调整各个地脚螺栓的高度，使机床水平。水平度在x、y坐标两个方向上检查，误差不超过0.04/1000mm。调整水平时，应使各地脚螺栓承载均匀。 4.4 水平度达到要求后，拉紧地脚螺栓的锁紧螺母。 4.5 机床初装一个月后，复检一次机床水平，以后每6个月检查一次，机床受到较大振动后(如地震)应检查机床水平。5.机床电源电压:ac380v-15% +10 频率： 三相 50hz1hz 容量： 12 kvazh5120a使用说明书共 25 页第 16 页三.机床的操作1.开机前的注意事项:a) 检查电柜门上方的电源总开关的是处于“分”还是“合”状态，如果是“合”状态，把它搬到“分”状态。b) 机床上及其周围不应有异物，防碍机床的运动。c) 电柜门要关好。d) 主轴锥孔与刀具锥面要清洁。e) 刀具在刀库中的安装要正确，刀具位置要与程序设定一致。f) 冷却液要充足。g) 润滑油要充足。2.刀库操作2.1 刀具的安装先执行换刀操作，使要装刀的刀位转到刀库顶部，使刀柄上的定位槽对准换刀臂上的定位键，刀柄上的卡刀槽对准换刀臂上的卡刀销，然后将刀具用力推入。图13 刀具结构示意图2.2 刀具的拆卸先执行换刀的操作，使要卸的刀具转到刀库的顶部，然后用力把刀具从换刀臂中推出。2.3 刀库的手动旋转如果在机床换刀过程中，尤其是在刀库旋转时，因急停或停电而使刀库没有转到位，那么，急停复位或重新通电后，应首先用手动把刀库搬正，再执行其它操作，否则刀库将被损坏。zh5120a使用说明书共 25 页第 17 页图14 刀爪结构示意图手动搬正方法是：用搬手转动刀库凸轮轴(搬手头在凸轮轴的右端)，使凸轮轴左端的小平面对准感应开关。这时刀库就已转到位了。 图15 凸轮轴位置示意图 注： 本机床的其它功能及其操作方法，详见使用说明书的电气部分。zh5120a使用说明书共 25 页第 18 页四.机床的维护保养1. 机床的定期检查与维护1.1 应每日检查的项目:a) 刀库转动是否顺畅，刀具安装与拆卸是否正确b) 数控系统的冷却风扇工作是否正常c) 主轴锥孔内是否有污物，锥面是否受损d) 主轴是否发出异常声音e) 主轴准停是否正确f) 润滑油是否充足，管路有无堵塞1.2 应每月检查的项目:a) 电源电压是否在要求范围内b) 冷却液的污浊程度，是否需更换1.3 每六个月检查的项目:a) 机床水平度是否达到要求b) 电气柜内是否有粉尘需要清洁c) 刀柄是否有损伤注意:a) 不能用高压气枪清理机床。因为这样会把异物吹到主轴孔、操作面板和atc内，而使机床损坏或功能失常。b) 如果零件损坏，请按维修配件目录向我厂订购配件，如因使用自制零件而使机床受损，我厂概不负责。c) 机床如有故障不能排除，请与我厂联系。2. 机床的润滑2.1 滚珠丝杠和滚动导轨的润滑 滚珠丝杠和滚动导轨由润滑泵自动间歇润滑。润滑油用n46号机油，润滑油应清洁无杂质。油量必须保持在油池上标定的最大和最小油量之间。每年清洗一次泵体下部的吸油滤蕊。2.2 主轴轴承的润滑 主轴轴承采用润滑脂润滑，润滑脂为3号锂基润滑脂。主轴在装配过程中已添入足量润滑脂，机床在使用中一般不需再添加，如确实需要添加润滑脂，请与本厂联系。用户不应自行拆卸主轴，这样会影响主轴精度。zh5120a使用说明书共 25 页第 19 页2.3 换刀臂前端的两个小轮每半年注油一次，润滑油用n46号机油。2.4 立柱接口箱上的松刀轴承每半年注油一次，使用n46号机油。3.机床故障的排除机床如在使用过程中出现故障，用户应首先对照随机文件，检查操作方法是否正确，正在执行的数控程序是否正确，机床的工作环境是否符合要求，如果数控系统有报警，可根据报警号，查阅用户手册，找到报警原因。如果不能排除故障，请迅速与我们联系，联系时请尽量提供故障的详细情况，以便我们分析故障原因，找出解决办法。出现故障后，应作下列检查：3.1 故障的类型：a) 在何控制方式下操作？b) 显示屏幕内显示内容是什么？报警号是多少？c) 是否与换刀有关？d) 是否与主轴转速有关？是否与进给速度有关？e) 是否有位置误差？若有，是哪个轴？误差多少？f) 故障在何时发生？出现的频繁程度如何？3.2 机床的温度a) 环境温度、湿度是否过高？b) 输入电压是否波动？c) 工厂内是否有用大电流的设备？d) 工厂内是否有电火花机床、焊接机、起重机、高频缝纫机等强干扰设备？3.3 机床的状态a) 是否处于急停状态？b) 是否处于报警状态？c) 操作模式选择是否正确？d) 倍率选择是否适当?e) 保险丝是否断了?3.4 操作a) 操作者是否受过正确合理训练?b) 操作者是否熟悉程序?c) 是否对操作过程进行了某些变动和调整?zh5120a使用说明书共 25 页第 20 页d) 是否有误操作?3.5 编程a) 程序是否完全符合编程手册要求?b) 地址的顺序是否正确?c) 故障是否由特定程序段引起?3.6 机械a) 机械是否调整好了