数控磨床、外圆磨床的结构原理与诊断维修.doc

内部资料 注意保密前 言 本教材突出职业教育的特色，坚持“理论够用、实用为主”的培养原则，加强教学的实用性和实践性，切实做到教学内容与生产实际紧密结合，培养解决生产实际问题和动手操作能力，以便于适应在新形势下对企业专业技术素质提高的要求。为此，编写此教材。 本教材内容具有“由浅入深、理论与实践相结合、图文并茂、便于阅读”的鲜明的实用性特点，去掉减少了复杂的计算公式的推导过程和机床工作原理的数学分析内容。以机床的典型部件结构、拆装方法、关键部位调整方法、常见故障分析及排除方法及机床保养等为主要内容。增加了数控磨床的结构简介、调整维护方法、参数的优化、故障分析及排除方法等章节。 本教材在编写过程中得到济南四机数控机床有限公司主要领导及装配车间领导有力的支持，并得到技术部门领导及广大工程技术人员大力协助。为此表示衷心感谢。 通过对本教材的学习，希望可以掌握如下技能： （1）、能够了解磨床主要部件的结构原理。 （2）、能够根据零件的加工误差，合理优化相关参数。 （3）、能够正确操作机床和维护保养机床。 （4）、能够排除机床常见的故障。 （5）、能够较熟练对数控磨床拆装修理。 由于编者水平所限，本教材中很可能有不足之处，希望有识之士提出批评指正，便于改进。本教材只限于磨床方面内容，所以内容篇章不会太多，主要以数控磨床和普通外圆磨床为主来编制。特此说明。 编 者第一篇 机械部分目 录前言- -1目录-2第一章 机床的分类- 3第一节 通用机床的分类-3第二节 数控机床的分类-4第二章 普通外圆磨床典型部件的结构及故障分析、排除方法-6第一节 M1412250型万能外圆磨床典型部件结构-6一、 砂轮架-6二、 头 架-8第三章 数控外圆磨床典型部件的结构及故障分析、排除方法-9 第一节 数控机床的组成-9 第二节 MKS1620500数控高速端面外圆磨床典型部件结构-9第四章 数控外圆磨床与普通外圆磨床常见故障及排除方法-12 第一节 数控外圆磨床常见故障及排除方法-12第二节 普通外圆磨床常见故障及排除方法-13第五章 设备的维护保养-16第一节 设备管理-16第二节 设备维护保养-16第三节 普通外圆磨床和数控外圆磨床维护保养内容-17结束语-18第二篇 电气部分目录附后第一章 机床的分类 由于金属切削机床的规格、品种较多，为了便于区分、使用和管理，因此对机床进行分类和编号。第一节 通用机床的分类1、机床的类、组、系代号 根据我国制定的机床型号的编制方法，目前将机床分为12类：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯床及其它加工机床。见表0-1。 表0-1 机床的分类 （类代号）类别车床钻床镗床磨床齿轮加工机床螺纹加工机床铣床刨插床拉床特种加工机床锯床其他机床代号CZTMYSXBLDGQ 机床的类代号，一般用大写的汉语拼音字母表示。机床的类代号，按其相应汉字字意读音表示。例如：铣床类代号用“X”表示，读作“铣”。而在类代号中应注意：齿轮加工机床、螺纹加工机床、特种加工机床、锯床分别用字母Y、S、D、G来表示，其含义为：齿轮加工机床一般理解为加工多少个牙（齿），螺纹加工机床一般螺纹为丝（如：丝杠、丝杆等），特种加工机床一般与电有关（例如：超声波加工、电解加工、电火花加工等），锯床一般理解为锯割。由理解的译音来表示。 机床的分类代号在类代号之前，为机床型号的首位，用阿拉伯数字表示。如：第一分类代号用“1”表示，应省略不写，第二分类、第三分类代号分别用“2”、“3”应于表示。 在每一类机床中划分为10个组，每一组又划分为10个系（系列）。组、系划分的原则为：在同一类机床中，其结构性能及使用范围基本相同的机床，即为同一组。在同一组机床中，其主参数相同，并按一定公比排列，工件及刀具本身和相对的运动特点其本相同，而且基本结构及布局形式相同的机床，即为同一系。 机床的组、系代号用两位阿拉伯数字表示，位于类代号之后。如果型号中有特性代号，则位于特性代号之后。 2、机床通用特性和结构性代号当某类型机床，除有普通形式外，还有某种通用特性时，则在类代号之后加通用特性代号予以区别。机床通用特性代号见表0-2，表中代号在各类机床型号中，所表示的意义相同。 表0-2 通用特性代号通用特性高精度精密自动半自动数控加工中心仿行轻型加重性简式柔性加工数显高速代号GMZBKHFQCJRXS读音高密自半控换仿轻重简柔显速 对主参数相同，而结构、性能不同的机床，在型号中加特性代号予以区分。如机床型号中有通用特性代号，结构特性代号以大写汉语拼音字母列于其后，否则直接列于类代号后。能用作结构性代号的字母有：A、D、E、L、N、P、R、T、U、V、W、X和Y；也可将上述字母中的两个组合起来使用，如：AD、AE等。通用特性代号中，加工中心用字母H表示，因为一般都带有刀库，有换刀装置，为此，加工中心的通用特性代号用H表示，意义为换刀装置。3、通用机床型号的编制： 机床型号就是赋予每种机床的代号，用于简明地表达该机床的类型、主要规格、有关特性等。现行规定是按1994年颁布的GBT153751994金属切削机床型号编制方法执行，适用于各类通用及专用金属切削机床、自动线，不包括组合机床、特种加工机床。 通用机床型号由基本部分和辅助部分组成，中间用“”隔开，读作“之”。前者需统一管理，后者纳入机床型号与否由企业自定。 通用机床的型号表示方法如下： （）（）（）（）（）（） 各符号的含义如下：（）分类代号 类代号（）-表示通用特性、结构特性代号第一个组系代号第二个系代号第三个主参数或设计顺序号（）主轴数第二主参数（）重大改进顺序号“”读作“之”。之后代号为辅助部分（）其他特性代号（）企业代号型号表示方法中，有“”符号者，为大写的汉语拼音字母；有“”符号者，为阿拉伯数字。另外，有括号的代号或数字，当无内容时，不表示；若有内容时，则应表示，但不带括号。4、通用机床型号实例：例1：MGB1412500最大磨削直径为125mm的高精度半自动万能外圆磨床。最大磨削长度500mm。例2：MSB1312A250最大磨削直径为125mm的高速半自动普通外圆磨床。经过第一次重大改进，最大磨削长度250mm。例3：MKS1620500最大磨削直径为200mm的数控高速端面外圆磨床。 最大磨削长度500mm。例4：MGBX1312250最大磨削直径为125mm的高精度半自动数显外圆磨床。最大磨削长度250mm。第二节 数控机床的分类1、按控制刀具相对工件移动轨迹分类：（1）、点位控制数控机床： 特点是只控制刀具或机床工作台从一点精确的移动到另一点，而对点与点之间移动的轨迹不加控制，而且在移动过程中刀具不进行切削，如：数控钻床、数控镗床、数控电焊机、数控冲床、数控折弯机等。其相应的数控装置称为点位控制数控装置。（2）、直线控制数控机床： 特点是除了控制点与点之间的精确定位外，还要保证被控制的两个坐标点之间移动的轨迹是一条直线，而且在移动过程中刀具能按指定的进给速度进行切削。如：数控镗铣床、数控车床、数控磨床等。其相应的数控装置称为直线控制装置。（3）、轮廓控制数控机床（也称为连续轨迹控制机床）： 特点是能够对两个或两个以上坐标方向的同时运动严格的不间断控制，并且在运动过程中刀具对工件表面连续进行切削。属于这类机床的有数控车床、数控铣床、加工中心等。其相应的数控装置称为轮廓控制装置。轮廓控制装置比点位、直线控制装置结构更加复杂，功能更加齐全。1、 按进给伺服系统的类型分类： （1）、开环进给伺服系统数控机床： 由步进电机驱动线路和步进电机组成，这种伺服机构比较简单，工作稳定，容易掌握使用，但精度和速度的提高受到限制。开环进给伺服系统通常不带有位置检测元件。 （2）、闭环进给伺服系统数控机床： 闭环进给控制系统带有位置检测元件，随时可以检测出工作台的实际位移并反馈给数控装置，与设定的指令进行比较，利用其差值控制伺服电动机，直至差值为零为止。这种机构定位精度高但系统复杂，调试维修较困难，价格较贵，常用于高精度和大型数控机床。 （3）、半闭环进给伺服系统数控机床： 半闭环进给伺服系统是将位置检测元件安装在伺服电动机的轴上或滚珠丝杠的端部，不直接反馈机床的位移量，而是检测伺服机构的转角，将此信号反馈给数控装置进行指令值比较，用差值控制伺服电动机。这种伺服机构所能达到的精度、速度和动态特性优于开环伺服机构，其复杂性低于闭环系统，故被大多数中小型数控机床所采用。第三节 专用机床的型号表示方法： 专用机床的型号一般由设计单位代号和设计顺序号组成。型号构成如下： 各符号的含义如下： 表示设计单位代号（大写汉语拼音及阿拉伯数字）。 表示设计顺序号（阿拉伯数字）。 例如：J4012A表示济南四机数控机床有限公司设计的第12台专机，经过第一次重大改进的切入半自动端面外圆磨床。第二章 普通外圆磨床典型部件的结构及故障分析、排除方法 磨床的种类很多，为了适应磨削各种加工表面，按用途和采用的工艺方法不同，大致可分为以下几类： （1）、外圆磨床：包括万能外圆磨床、外圆磨床、无心外圆磨床等。 （2）、内圆磨床：包括普通内圆磨床、无心内圆磨床等。 （3）、平面磨床：包括卧轴矩台平面磨床、立轴矩台平面磨床、卧轴圆台平面磨床、立轴圆台平面磨床等。 （4）、工具磨床：包括工具曲线磨床、钻头沟槽磨床、丝锥沟槽磨床等。 （5）、刀具刃磨磨床：包括拉刀刃磨床、滚刀刃磨床等。 （6）、专门化磨床：包括曲轴磨床、凸轮轴磨床、花键轴磨床、活塞环磨床、轴承滚道磨床等。 （7）、其他磨床：包括珩磨机、抛光机、超精加工机床等。第一节 M1412250万能外圆磨床典型部件结构M1412250型万能外圆磨床最大加工直径为：125mm；最大磨削长度为：250mm；并带有内圆磨具，可以磨削内孔。一、 砂轮架：（见图1-1） 图1-1 砂轮架 （M1412）1- 体壳，2-砂轮夹板，3-砂轮主轴，4、5-轴瓦，6、7-铜半环，8-圆锥销，9-螺钉，10-球头螺钉，11-空心螺钉套，12-内六角螺钉，13-封口螺钉砂轮架由壳体1、砂轮主轴3及轴承4、5、传动装置等组成。 砂轮主轴3及其支承部分的结构、装配的精度等直接影响到加工零件的精度和表面粗糙度，是砂轮架部件的关键部分。装配后，应保证砂轮主轴具有较高的回转精度、刚度、抗振性及耐磨性。为此，在装配或维修中，必须了解其结构及装配方法。图1-1所示的砂轮架结构中，砂轮主轴3的前、后支承4和5，均采用“三片瓦”动压滑动轴承，包角约为60的扇形瓦。只有一片轴瓦支承在球头螺钉10的球形端头上。其中，一个球头螺钉可以调整，另一个圆锥销8装在壳体内侧，固定不动。上面一个螺钉9支承上面一个轴瓦。由于球头螺钉的球面与轴瓦的球面经过研磨配做（偶件加工法），能够保证有良好的接触刚度，拆装时，应做好标记，不可装错。由于球头螺钉的中心在周向上偏离轴瓦的对称中心，当主轴高速旋转时，轴瓦与主轴轴颈之间形成三个楔形缝隙，于是在三块轴瓦处形成三个压力油楔，砂轮主轴在三个油楔压力的作用下，悬浮在轴承（瓦）中心，并且呈纯液体摩擦状态。调整球头螺钉的位置即可调整主轴轴颈与轴瓦之间的间隙（一般间隙应保持在0.030.045mm之间），可用杠杆千分表测量。调整好后，用另一个空心螺钉套11与M5的内六角螺钉12固定锁紧，防止松动。调整方法是：当球头螺钉10调整好轴瓦间隙后，另一个空心螺钉套11拧入后，使其端面与球头螺钉10的端面刚接触，然后回转一圈半，（间隙为1.2-2mm）。然后紧固M5螺钉12，并且，重新检测间隙是否符合要求。最后装好封口螺钉13密封。（注意装好铅垫）砂轮轴的轴向定位在中间，由两个铜半环6、7及螺钉、弹簧、定位销等消除调整其轴向间隙。二、 头架：（见图1-2） 图1-2 头架（M1412） 1-体壳，2-主轴，3、4-前、后轴承，5-调整垫， 头架由壳体1、头架主轴2、前、后轴承3、4（离心浇铸的轴瓦）、传动装置及调整垫5等组成（见图1-2）。 如果在装配或维修中，出现卡磨工件时圆度超差， 主要原因是头架主轴与轴瓦配合间隙大或圆度超差。应重新刮研轴瓦，使其接触精度达到要求，接触面积不小于70，然后重新更换配磨调整垫5。其测量间隙的方法为：先将调整垫5装入主轴2前端3的销子内，使其端面与主轴内端面接触良好，然后一起装入前、后轴承3、4内，（这时不装平面轴承、弹簧及螺母等件），将表座及千分表固定在头架体壳后端上，使表测头测在主轴后端面上，刚刚测到一定数值，不要测的数值太大，然后，将主轴2抽出，去掉调整垫5，再将主轴2装入前、后轴承3、4内，（这时，不要动表座及千分表），使主轴后端面与千分表接触，读出测量数值，根据其数值，用千分尺测量调整垫5，然后，配磨调整垫。使其达到精度要求。配作好调整垫后，应仔细清洗主轴、轴瓦、壳体内腔、轴承等零件，装配好轴系后，测量径向跳动、轴向窜动，使其达到精度检验要求（一般要求在0.080.1mm）。第三章 数控外圆磨床典型部件的结构及故障分析、排除方法 目前，我国数控机床从50年代研制到现在已经有40多年的历史，随着电子技术、计算机技术、自动控制、精密测量等技术不断提高和进步，数控机床在机器制造业中的地位已经显现出强大的优势。数控机床较好地解决了形状复杂、精度要求高的零件加工问题，满足了批量大、加工精度高、产品质量稳定、生产效率高的要求。较好地改善工人劳动条件和劳动强度。第一节 数控机床的组成数控机床是由控制介质、数控装置、伺服系统、和机床本体组成。高精度数控机床的系统中，加上一个测量反馈系统，构成了闭环控制的数控机床（不加测量反馈系统为开环控制数控机床）。1、 控制介质：控制介质是指数控机床按照人的意图去进行工作的中间媒介。在加工中，用数控装置所能识别的数字和文字代码来表示，并把这些代码编制成程序储存在控制介质上。控制介质可以是穿孔纸带、磁盘、磁带、或其他可以储存代码的介质。随着科学技术不断的发展，控制介质的元件不断的更新，更先进的将代替穿孔纸带等，使用更方便。2、 数控装置：数控装置一般由输入装置、译码器、主控制器、存储器、输出装置和显示器等组成。数控装置是数控机床的核心，它根据输入装置获得的指令信息进行分析和运算，并将运算结果输送到伺服系统中，以驱动机床对工件进行加工。3、 伺服系统：伺服系统的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换为机床运动部件的运动。伺服系统接到数控装置的指令后，经传动装置驱动机床的运动部件（工作台、刀架、主轴）作精确定位或按照规定的轨迹和速度运转，控制机床加工出合格的工件。伺服系统的性能直接影响着加工精度、表面粗糙度和生产效率。相对于每一个脉冲信号，机床移动部件的位移量称为脉冲当量，（常用的脉冲当量为0.01或0.001mm脉冲）。开环控制的数控机床的伺服系统常用步进电机和电液脉冲马达作为伺服元件；闭环控制的数控集成的司法系统常用宽调速直流电机和交流伺服电动机作为伺服元件。4、 机床本体：机床由床身、执行件、传动件等组成。第二节 MKS1620500数控高速端面外圆磨床典型部件结构MKS1620500型数控高速端面外圆磨床最大磨削直径200mm；最大磨削长度500mm；两轴联动，具有斜切功能。该机床是填补国内空白的数控产品，是我公司数控机床的典型代表。一、工作台驱动机构（Z轴）：工作台驱动机构由滚珠丝杠副1、轴承支座2、3，平面轴承4、5， 挡套6、7，角接触轴承8，向心球轴承9，调整垫10，端盖11，及锁紧螺母12等组成。（见图1-3）在装配或维修过程中，应特别注意保证其结构的装配精度，因为装配精度的高低，将直接影响传动精度好坏，影响磨削加工件粗糙度等精度。为此，应精细的拆装，了解结构的内容，仔细清洗各部零件及标件，做好标记，不可装错。装配后，调整好轴承间隙，确保传动灵活，无阻滞现象。同时，还要检测滚珠丝杠的跳动及丝杠的弯曲情况，进行调整。图1-3 工作台驱动机构（Z轴）1-滚珠丝杠副，2、3-轴承支座，4、5-平面轴承，6、7-挡套，8-角接触轴承， 9-向心球轴承，10-调整垫，11-端盖，12-锁紧螺母（4件）。 数控磨床经过长时间使用后，需要检测精度，更换轴承（包括滚珠丝杠等），在维修时，必须了解拆装方法，装配调整方法，最终装配后，达到其精度要求。下面就拆装调整方法作一介绍：1、 断电后，先将上工作台、下工作台拆下（注意拆油管），然后将伺服电机拆下。2、 再将轴承支座2、3连同滚珠丝杠副1一同拆出。3、 拆下两端的端盖10，松开锁紧螺母12，将两边的轴承支座2、3及轴承拆出（注意：两端的件要做好标记，最好分组放置，防止装配时产生混乱）。4、 将滚珠丝杠副1与丝母支座拆开，（六个M8内六角螺钉）。5、 清洗滚珠丝杠副（用干净煤油清洗），检查滚珠丝杠副两个半丝母的间隙，超差时，进行修理。更换轴承，清洗零件及标件。6、 装配时，除按正常装配程序装配外，应注意平面轴承4、5的紧环、松环装配位置，向心球轴承9与角接触轴承8不能装错，并将调整垫10、挡套6、7的端面研平，不许有高点、毛刺等缺陷。7、 全部装好后，检查滚珠丝杠副，应转动灵活、无阻滞现象。8、 装入床身后，应检查丝杠的跳动误差（一般0.05mm）。超差时，进行调整，调整时，丝杠表面垫上硬木或紫铜棒用手锤敲击，禁止直接敲击丝杠表面。9、 装好上、下工作台及油管等件后，调出定位程序，检测定位、重复定位、及反向间隙。用F1的进给速度及10的倍率检测工作台（Z轴）爬行情况， 合格后，进行试磨。二、横进给机构：（X轴） 横进给机构：由横进给体壳12、滚珠丝杠副1、滑胺13、轴承套2、3、平面轴承4、5、向心球轴承6、角接触轴承7、挡圈8、9、锁紧螺母10（4件）、伺服电机11等组成。（见图1-4） 横进给体壳12与滑胺13上装有十字交叉直线导轨，经过精细的装配，可使直线导轨具有较高的传动精度、灵敏度、支承刚度。滚珠丝杠副设计有预拉紧结构，通过调整预紧垫的厚薄，可以消除丝杠的挠度变形，提高传动精度。滚珠丝杠副1与伺服电机11直接连接，滚珠丝杠副采用两端双固定方式，传动精度高。 图1-4 横进给机构（X轴）1-滚珠丝杠副，2、3-轴承套，4、5-平面轴承，6-向心球轴承，7-角接触轴承，8、9-挡圈，10-锁紧螺母，11-伺服电机，12-横进体壳，13-滑鞍。 在日常使用维修中，应仔细了解横进机构结构原理，熟悉该部件的装配调整方法，最终达到装配后，满足其精度要求。下面就拆装调整方法作一介绍：1、断电后，先将砂轮架及砂轮电机拆下，拆下伺服电机11。2、拆滑鞍13时，先将直线导轨及保持架拆出，然后拆下滑鞍13。3、将压盖、锁紧螺母10（4件）拆下，再拆轴承套4、5，然后将滚珠丝杠副1拆出。4、将滚珠丝杠副与丝母支座拆开（六个M8内六角螺钉）。5、其他装配方法基本与工作台驱动机构装配方法相同。区别是，装轴承时，应先将轴承套2装入横进体壳12，再将另一个轴承套3装入。（注意：不要忘记先装丝母支座及油管连接）。6、滚珠丝杠副1装好后，应转动灵活、无阻滞现象。7、装滑鞍时，应先将十字交叉导轨清洗干净，保持架滚柱加入润滑脂，再将十字交叉导轨及保持架装入滑鞍13及横进体壳12内。8、推拉滑鞍13，调整保持架位置，使其在接近开关行程范围内，然后紧固螺钉。表校滑鞍13左右方向无间隙且移动灵活（检测前后两个位置）。9、然后装好丝母支座垫板，紧固好螺钉、接好油管。10、定位、重复定位、反向间隙等检测方法与工作台驱动机构检测方法相同。 第四章 数控外圆磨床与普通外圆磨床常见故障及排除方法 济南四机数控机床有限公司主要生产数控高速端面外圆磨床、数控内圆磨床、各种系列的普通外圆磨床及专用磨床等。数控磨床采用进口数控系统，两轴联动，自动修整，自动补偿，PLC编程。工作台及砂轮架的运动分别由Z轴和X轴上的交流伺服电动机驱动滚珠丝刚来完成，X、Z轴联动可实现直线和圆弧插补，能作斜面、圆弧的磨削。普通系列外圆磨床有：高精度、精密级、普通级外圆磨床。第一节 数控磨床常见的故障及排除的方法：1、数控高速端面外圆磨床磨削外圆时，工件表面出现振纹（片状纹、斜纹、螺旋纹）的问题：产生问题的主要原因： （1）、钻石刀刀座固定结合面接触不好； （2）、砂轮架主轴间隙大超差； （3）、磨削时，头架转速、砂轮修整速度的参数选择不当； （4）、选用的砂轮的型号与被加工工件的材质不匹配。 解决的方法： （1）、重新刮研钻石刀固定座，时其结合良好，紧固好后，用表测钻石刀头部，搬动时，应不超过0.01mm,同时要考虑钻石刀是否锋利等因素；（2）、动静压砂轮架主轴的间隙（包括径向、轴向）应在规定的范围内（径向：0.0270.03mm，轴向：0.02mm之内），同时要考虑静压压力一般控制在（15kg18kgc）,动压压力是否建立起来，各孔的喷油量应一致； （3）、磨削时出现片状纹、斜纹时，应考虑头架主轴转速适当提高一些（一般不要超过450转分），砂轮修整的速度应进行优化。出现明显的螺旋纹，特别是与滚珠丝杠螺距相同时，主要是该设备在操作过程中失误，撞过车，将Z轴滚珠丝杠撞弯，产生螺旋纹。除此之外，还要根据工件的磨削余量，合理安排量仪的磨削参数，进行优化。 （4）、砂轮的选用应根据加工工件的材质，热处理方法，正确选用砂轮（包括粘合剂、硬度、粒度等），并仔细做好砂轮的静平衡。 2、数控高速端面外圆磨床顶磨外圆时，出现棱形及圆度超差的问题：产生问题的主要原因： （1）、钻石刀不锋利，砂轮修的太细； （2）、光磨余量过大，光磨时间太长； （3）、顶尖或工件中心孔圆度不好，或顶尖角度与工件中心孔的角度不匹配。解决方法： （1）、选用锋利的钻石刀，并选用合适的修整速度（一般选用倍率为7080）； （2）、光磨余量不应过大，一般光磨余量不大于0.01mm。因为，光磨接近于挤压磨削，切削力很小，所以，越光越容易出现棱形，致使粗糙度、圆度超差； （3）、仔细修磨或修研顶尖及工件中心孔，达到圆度要求（一般控制在圆度为0.0050.008mm）。 3、数控高速端面外圆磨床切入磨削外圆时，加工工件出现中凹现象或加工尺寸不稳定的问题： 产生问题的主要原因： （1）、横进给机构装配调整不当； （2）、轴承间隙调整不当； 解决方法： （1）、因为横进给机构采用了十字交叉导轨结构，如果钢柱保持架装得太靠后，当砂轮架移动到前端磨削位置时，前端受力不好，采用切入磨削方式时，容易出现磨削工件中凹现象。因此，应将保持架装在无触点开关有效位置。 （2）、横进给机构后端由角接触轴承消除轴向间隙，如果将轴承间隙调整过小，伺服电机受力太大，容易出现加工尺寸不稳定。应仔细调整，使之无窜动，且移动灵活。第二节 普通外圆磨床常见的故障及排除方法 一、 普通外圆磨床液压常见故障及排除方法1、液压定位的方法及问题分析研究：普通系列外圆磨床中，在使用过程中，如果维护保养不当，可能遇到横进给机构定位不准或定位超差问题。一般定位方式有两种：一种是液压定位、另一种是半自动定位。这里，我们主要研究分析液压定位出现的问题及解决的方法。在液压定位调试时，出现的主要问题有：慢进、冲击、爬行、不同速、换向停留等。在液压定位时，要求连续十次横向进给，液压定位精度不能超过0.002mm，并在前、中、后三个位置进行检测。在外圆磨床装配时，液压定位的好坏，直接影响到产品质量的好坏，是一项技术难题。为此，首先要检查液压系统主压力是否调整在810kgc之间。横进给机构的滑鞍与丝杠在横进体壳前、后支承中是否同轴、移动是否灵活。特别是前支承的环形槽是否有缺口，铸件是否有缩松现象（最好采用球墨铸铁材料）。 2、液压定位调试时，出现“慢进”的问题： 出现“慢进”的问题，一般是因为横进给机构前端的调整螺钉调整不当，或者是丝杠两端楔形槽太细太长造成的。要求，扳动快速进退手柄后，三秒钟进到位，如果进给时间长，即为“慢进”。应检查修锉丝杠两端的楔形槽，加深改短，将调整螺钉调整到适当位置，并缩紧螺母。3、液压定位调试时，出现“冲击”的问题： 出现“冲击”的问题，除了因为横进给机构导轨变形造成前、后缸不同心，出现两次进给现象外，特别要考虑前支承的环形槽是否有缺口现象，因为，如果有缺口，当横进给丝杠前端的燕尾槽转到缺口位置时，油量会突然增大，封油不好，就会出现“冲击”现象，影响机床液压定位精度。排除这一故障，首先将前支承拆出，仔细检查环形槽有无缺口，如果有，应在机加工车间修车环形槽将缺口修车去，修车后，要研修内孔，去掉毛刺，再重新立缸，然后重新定位、调试。如果修车后还达不到要求，必须更换一个新的前支承。 4、液压定位调试时，出现“爬行”的问题： 出现“爬行”的问题，主要因为前、后支承不同心，丝母支架过高或过低，滑胺移动不灵活。另外，液压泵震动大、液压压力低、液压泵油封损坏，进入空气、油温升高、油水混合、横进体壳与滑胺导轨面接触不好，摩擦力不均匀等原因造成。解决上述问题，首先要更换液压泵、更换机械油、导轨面重新刮研，并检测精度，使前、后支承同心度在0.01mm之内，丝母支架与滑胺小平面连接处保持间隙在：0.020.03mm之间，调整液压主压力为:810kgc。清理干净后，加入导轨油。就可以解决定位时的“爬行”问题。 5、工作台液压换向时，出现两端“不同速”的问题： 出现“不同速”的问题，主要因为GY24操纵箱阀体中（装操纵阀即“先导阀”）的孔中，各个沉割槽尺寸超差，图纸要求为0.2mm。如果超出允差范围，就会产生油量分配不均匀或窜油，产生“不同速”问题，必须更换操纵箱。另外，油压筒内孔同心度不好，活塞与其配合间隙有大有小，也能造成“不同速”的问题，应更换油压筒。6、 工作台液压换向时，出现“换向停留”的问题：出现“换向停留”的问题，主要因为操纵箱中的换向操纵阀的开档尺寸不正确造成。图纸要求有两个方向的61.150.15，如果超差，就必须修磨操纵阀的锥面，使之保证尺寸要求，在实验用机床检验修磨开档尺寸，确保工作台换向停留时间达到要求。同时，还要考虑操纵板铣加工的回油用的长槽，不能错位偏移、过宽，否则，都会造成工作台“换向停留”或不同速的问题，必要时，更换操纵板。另外，在机床使用中，如果出现溢流阀压力调整不高，达不到机床规定的压力。从而造成工作台移动速度慢，此时就要考虑：油泵崩轴是否断裂或油泵自身泻压、溢流阀的阀芯的阻尼小孔是否堵塞。如果油泵泵轴断裂或自身泻压，要更换新油泵，同时，清洗溢油阀的阀芯即可解决。在液压油箱的装配过程中，应特别注意：液压泵联轴器与电机轴的联轴器的同轴度，一般用表校两个联轴器的外圆等高，应不超过0.1mm，同时应转动灵活无沉点，这样才能保证转动的平稳性、无振动、噪音低、不易损坏零件、延长其使用寿命，保证装配质量。对以上磨床液压较为典型的质量问题，进行了分析研究，在实践中对出现的不同质量问题提出了不同的解决方法，这些方法已经运用实际生产工作中去，是行之有效的方法。二、 普通外圆磨床机械常见的故障及排除方法 1、普通外圆磨床“点切”的问题： “点切”的概念：在磨削工件后，退刀（无论手动退刀或液压退刀）时，砂轮架有向前冲击的现象，磨削火花突然增大，造成外圆圆度超差，这种现象称为点切。 济南四机数控机床有限公司生产的普通系列产品外圆磨床，砂轮架大部分采用双层导轨（除M1414、M1420外）。产生点切的问题，除了横进给机构的前、后支承不同心或丝母支架高造成之外，另一个重要的原因是：砂轮架体壳与小滑胺结合面（平面及燕尾面）接触不好。从结构上分析，燕尾面固定是用平斜铁及螺钉（2-M10）固定。当顶丝坑配作不好（偏上）。顶紧后使砂轮架体壳与小滑胺结合面产生变形，平面不接触。当退刀时，由于砂轮架自重和惯性的原因，使砂轮架上部有一个向前的力，致使产生“点切”现象。而单层的导轨（如M1414、M1420、北京第二机床厂的产品、上海机床厂的产品、上海第三机床厂的产品）“点切”现象基本没有。为此，应重新刮研砂轮架体壳与小滑胺结合面，使其接触良好，重新配作斜铁，紧固后，用塞尺检查结合面情况，使其接触刚性好。 2、普通外圆磨床砂轮架主轴“抱轴、漏油”的问题： “抱轴”的主要原因是：前、后轴瓦不同轴、刮研的结合面不好、间隙调整不当、油质太脏、球头螺钉球面与轴瓦球面配研不好。解决的方法： （1）、重新研刮轴瓦，使结合面达要求。 （2）、配研球头螺钉与轴瓦的球面（偶件加工法）。 （3）、仔细清洗轴系零件及标件，精细的装配，调整好间隙。 （4）、更换主轴油，达清洁度要求。 “漏油”的主要原因是因为装配不当或回转式密封环损坏造成。如：M1414磨床砂轮架前、后法兰盘无子扣定位，装配时出现偏移造成漏油，应将油封调整在主轴中心位置，另外，油封封油处有缺口，也会造成漏油，应更换新油封。3、 磨削细长轴时，出现中凸的现象： 主要原因：（1）、液压方面：如果床身导轨的润滑采用强制润滑的方式，润滑的油量及压力调整过大，当工作台移动到两端时，工作台会被微量顶起，使磨削的母线发生变化，造成尺寸变化。 （2）、油压筒活塞杆弯曲变形，两端支架与床身内侧产生抗力，造成工作台位移，尺寸也会变化。 （3）、选用的砂轮型号、规格与磨削的工件材料、热处理情况不匹配，使砂轮表面砂粒脱落严重，也会影响尺寸变化。解决方法： （1）、调整润滑压力及油量，油压不能太大，太大了能使工作台浮起（也不能太小，太小起不到润滑的作用）。 （2）、校正油压筒活塞杆与床身导轨平行度在0.1mm之内，并检查两端的支架不准与床身内侧有抗力。 （3）、根据相关的资料选用与工件材料适合的砂轮。第二节 油 泵油泵是液压传动系统中的重要组成部分，在电动机的带动下，使压力油沿密闭的液压系统循环流动，将液压能转换成机械能，并传递给各种执行机构（如油缸、活塞等）而做功。 油泵按结构型式可分为： 1、齿轮泵：其压力可用于低压、中压到高压。 2、叶片泵：其压力可用于中压及中高压。 3、柱塞泵：一般用于中压、高压到超高压。 4、螺杆泵：一般用于中压到高压。 在金属切削机床中所使用的油泵，一般都是属于容积式油泵，这种油泵的特点是： 1、吸油和压油是通过改变密封容积的大小来实现。 2、油泵流量的大小决定于油泵密封容积变化的大小及油泵的转速，而与油泵的压力没有直接关系。 3、油泵的压力仅通过泄漏对流量产生间接影响。 油泵有两个重要的参数：一个是它的工作压力；另一个是它的流量，它们决定了油泵功率的大小。从上述知道：油泵所以能够供油，主要依靠两个条件，一是要有一个密封的空间，二是密封空间发生的变化。因此，油泵能否正常工作，主要取决于油泵的密封性。如果由于零件磨损或装配调整不当等原因，使密封性能遭到破坏，便会失去正常的工作性能。油泵的工作压力分为：低压 2.525公斤力厘米；中压 4064公斤力厘米；中高压 100160公斤力厘米；高压 200400公斤力；厘米超高压 500公斤力厘米。金属切削机床液压传动系统中一般采用齿轮泵和叶片泵较多，下面主要就齿轮泵和叶片泵的一般原理及故障排除方法分别讨论。一、 齿轮泵1、 齿轮泵的工作原理（见图1-5）如图1-5所示，为外啮合齿轮泵的工作原理图，有一对齿轮装于泵体内部，两啮合齿轮在P点处形成一条接触线，将吸油腔与压油腔隔开，构成两个互不相通的密闭空间。 在电动机带动下，主动齿轮I和从动齿轮II便按箭头所示方向旋转，A、B两齿逐渐的脱离啮合，吸油腔的空间逐渐增大，形成局部真空，油池的油液在大气压的作用下，逐渐进入吸油腔的齿间。当齿轮继续旋转时，便将油液带进了压油腔，在压油腔内，由于C、D两齿又进入啮合，齿间的油液被挤出，于是压力油便不断地输入液压系统。这就是齿轮泵的工作原理。2、 齿轮泵轴上的径向力（图1-6） 当齿轮泵处于工作状态时，如图1-6所示，压力油腔内是高压区，为工作压力；吸油腔是低压区，一般低于大气压。因此，作用在齿轮上的径向力是不平衡的，压力分布曲线如图1-6所示，越接近压力油腔压力越大，越接近吸油腔压力越低，由图1-6中可以看出，作用在齿轮中心线A-A左边（压油边）的力，将大于作用在齿轮中心线A-A右边（吸油边）的力，这个力通过齿轮作用在轴和轴承上，并将齿轮推向吸油腔一侧，使轴承承受较大的径向载荷，将造成轴承壳的单边磨损。同时，也是造成齿轮泵壳体的吸油边磨损的主要原因。 为了减小这种径向推力，CB型齿轮泵在设计时缩小了压油口，用以减小压油边的受压面积，使作用在齿轮轴上的径向推力减小。同时，为了避免在径向推力作用下齿顶摩擦泵体外壳，CB型齿轮泵保证了合理的齿顶间隙，一般在0.130.16mm之间。3、 齿轮泵的困油现象在齿轮泵中，为了传动平稳，减小冲击，使输油量均匀，在设计时一般使同时参加啮合的齿数多于一对，这样由图1-7a中可以看出，齿轮泵内两齿轮在啮合的过程中，当一对齿在A1点开始进入啮合时，前面一对齿的啮合点A1尚未脱开，于是两对齿啮合的齿谷间形成封闭容积1和2。随着齿轮（如图示箭头方向）转动，将会出现如图1-7b所示的情况：封闭容积1逐渐缩小，另一封闭容积2逐渐增大，当转动到啮合点A2、A2处于节点P的两边对称位置时，封闭容积1、2的总容积缩至最小。当齿轮继续转动，如图1-7c所示，封闭容积2将逐渐增大，直到A3脱开为止。这样，在封闭容积由大到小，又由小到大的过程中，当封闭容积缩小时，油液不能排出，将造成局部高压，引起振动，产生功率损失，引起油液发热；当封闭容积增大时，由于与外界不通，油液不能进入，便会形成真空，引起油液蒸发，产生气泡，使流量不均匀，产生很大噪音。这种现象称为“困油现象”。 为了解决困油问题，在CB型齿轮泵中，在齿轮啮合处两端侧面的盖板上，铣有两个不对称于两齿轮中心线的卸荷槽，如图1-8所示。使吸油腔边的卸荷槽偏离中心线较远一段距离，其尺寸一般取：b=0.8mc=（2.73）ma=2.78mh0.8m式中：m齿轮的模数。4、 齿轮泵的流量采用标准齿轮时，齿轮泵的理论流量为： Q理=2zbn10-6(升分)式中：z齿轮的齿数； b齿宽（mm）； m齿轮的模数（mm）； n油泵的转速（转分）。油泵的实际流量为： Q实=2zbn容106（升分）式中：容容积效率（实际流量与理论流量之比）。 表0-3 CB型齿轮泵主要技术规格 型号最大工作压力公斤力厘米2流量（升分）转速（转分）管子连接尺寸出口 进口CB-16CB-20CB-25CB-3225162025321450ZG 34ZG 34CB-2.5CB-4CB-6CB-10252.546101450ZG 38ZG 38CB-40CB-50CB-63254050631450ZG 34ZG 1CB-80CB-100CB-12525801001251450ZG 1ZG 1 5、齿轮泵常见的故障及其排除方法 （1）、噪音及压力波动严重，其原因如下：1 1）、油泵吸入空气：如进油管接头漏气；油池油量不足或进油管插入油池太浅（一般应插入油池23的深度）；回油管未插入油面，产生飞溅泡沫；回油管与进油管在油池中未隔开，产生冲射涡流等。 2）、油泵吸油不畅通：如油液太脏，使滤油器网堵塞；滤油器网孔过密；吸油管贴近油池底；吸油管径太小或吸油管路太高（一般不应超过500mm）；油的粘度太大或油箱被密闭，不透气。 3）、机械原因：如联轴器不同心，轴承损坏，油泵困油，齿轮精度低或磨损，都是引起噪音及压力波动的原因。 （2）、油泵压力提不高、不输油或流量不足，其原因如下：油泵磨损，使得轴向与径向间隙过大；滤油器堵塞；鸭梨阀失灵，使阀芯卡住或振动；油泵齿轮磨损，形成多边形，使封油不良；油泵转向接反；油温太高，油的粘度下降，使漏损增加等。 （3）、油泵旋转不自如，其原因如下：油泵过载，压力过高；联轴器不同心，其同心度应在0.1mm之内；轴向间隙太小，或螺钉紧固不当产生变形；前后端盖孔与端面不垂直；轴承卡住或零件有毛刺等。 二、叶片泵 叶片泵按转子每转压油一次或二次分为单作用或双作用两大类。双作用叶片泵为定量泵，单作用叶片泵多作成变量泵。双作用叶片泵的特点是：两对进出油口对称分布，作用在转子上的径向力被平衡，称为双作用卸荷式叶片泵。单作用叶片泵的特点是只有一个进油口，一个出油口，对轴形成单边径向压力，称为单作用非卸荷式叶片泵。（一）、双作用叶片泵1、叶片泵的工作原理：如图1-9所示，当转子按箭头方向转动时，装在转子槽内的叶片，由于离心力的作用，从槽内滑出，当压力建立后，又由于叶片根部小孔与高压腔相通，使其紧靠定子表面，叶片便将油泵定子内腔分隔成一些容积大小不等的密封腔。当叶片由1转到2时，定子曲线的半径不断增大，两叶片间的