《数控机床安装调试与维护》课件 项目四 数控机床机械功能部件维修

项目四

数控机床机械功能部件维修任务一

主轴装置任务二

进给装置任务三

换刀装置任务四

辅助装置任务一

主轴装置学习目标1.知识目标（1）掌握加工中心主轴拆卸方法。（2）掌握加工中心主轴安装工艺。（3）理解主轴调试的基本方法。2.能力目标（1）能正确拆卸加工中心旧主轴。（2）能正确安装加工中心新主轴。（3）能对安装后的主轴进行调试。3.素养目标（1）培养多角度分析、统筹全局的工作意识。（2）培养正确的安全操作意识。（3）培养善于沟通、团队协作的职业素养。（4）培养严谨细致、精益求精的工匠精神。知识点一

主轴箱的拆卸和再装配一、主轴箱的结构与原理主轴箱是加工中心的核心部件之一，其内部结构复杂，包括主轴、轴承、传动齿轮、润滑系统等。主轴箱的主要功能是支撑主轴，传递动力，并保证主轴的高精度旋转。主轴箱的工作原理是通过电机驱动，经过一系列的传动装置（如齿轮、皮带等）将动力传递到主轴，使主轴能够高速旋转，从而实现对工件的加工。二、主轴箱的拆卸步骤（一）切断电源在拆卸主轴箱之前，必须先切断加工中心的电源，确保操作的安全性。（二）标记和拆卸外部部件在拆卸主轴箱之前，需要对各部件的位置和连接方式进行标记，以便后续的安装工作。然后，按照从外到内的顺序，依次拆卸主轴箱的外部部件，如防护罩、电机、皮带等。（三）拆卸主轴在拆卸主轴之前，需要先拆卸主轴的固定螺母和轴承盖。然后，使用专用工具将主轴从主轴箱中拉出。在拆卸过程中，要注意保护主轴的精度，避免损坏主轴表面和轴承。三、主轴箱的再装配技术要求（一）清洁和检查在装配主轴箱之前，需要对各部件进行清洁和检查，确保没有损坏或异物。特别是主轴轴承和主轴箱的配合表面，需要进行仔细的清洁和检查，确保其精度和完整性。（二）装配精度主轴箱的装配精度要求较高，需要严格按照技术要求进行操作。例如，主轴与主轴箱的配合精度、轴承的安装精度、传动齿轮的啮合精度等都需要严格控制，以确保主轴箱的正常运行。四、主轴箱的再装配过程（一）安装主轴在安装主轴之前，需要先在主轴轴承和主轴箱的配合表面涂抹适量的润滑油。然后，使用专用工具将主轴安装到主轴箱中，并安装主轴的固定螺母和轴承盖。在安装过程中，要注意主轴的同心度和跳动量，确保主轴的安装精度。（二）安装外部部件主轴安装完成后，按照拆卸的逆序安装主轴箱的外部部件，如皮带、电机、防护罩等。在安装过程中，要注意各部件的连接牢固性和配合精度，确保主轴箱的正常运行。知识点二

主轴调试一、主轴动平衡测试方法（一）动平衡测试的目的主轴动平衡测试的目的是确保主轴在高速旋转时的平衡性，减少主轴的振动和噪声，提高主轴的加工精度和使用寿命。（二）动平衡测试的方法通常采用电子动平衡仪测试主轴动平衡。测试时，需要将主轴安装在专用的动平衡测试机上，通过测量主轴的不平衡量和不平衡位置，计算出需要添加或去除的平衡质量。然后，根据计算结果，在主轴的适当位置添加或去除平衡质量，直到主轴的不平衡量在允许范围内。二、主轴调试的注意事项（一）安全防护在主轴调试过程中，需要采取必要的安全防护措施，如佩戴防护眼镜、手套等，防止发生意外伤害。（二）逐步调试主轴调试需要逐步进行，先进行静态调试，检查主轴的安装精度和配合情况；然后进行动态调试，检查主轴的运行状态和性能。在调试过程中，要注意观察主轴的运转情况，及时发现并解决问题。（三）记录和总结在主轴调试过程中，需要对调试过程和结果进行记录和总结，以便后续的维修和保养工作。例如，记录主轴的调试参数、发现的问题及解决方法等，为今后的维修工作提供参考。知识点三

主轴拆卸和安装的工艺流程一、拆卸流程拆卸主轴时，需要按照一定的顺序进行，以确保操作的安全性和效率。首先，需要切断电源并做好标记，以便后续的安装工作。然后，按照从外到内的顺序，依次拆卸主轴的外部部件、连接件和内部组件。在拆卸过程中，要注意保护各部件的精度和完整性，避免损坏。二、安装流程安装主轴时，需要严格按照拆卸的逆序进行操作。安装前，要仔细检查各部件的清洁度和完整性，确保没有损坏或异物。安装过程中，要注意各部件的配合精度和安装顺序，确保主轴的正确安装。知识点四

主轴调试的关键步骤一、静态调试在主轴安装完成后，需要进行静态调试，检查主轴的安装精度和配合情况。这包括检查主轴的同心度、跳动量、间隙等，确保主轴的静态性能符合要求。二、动态调试静态调试合格后，需要进行动态调试，检查主轴的运行状态和性能。这包括启动主轴，检查其运转是否平稳、有无异常声音或振动，以及主轴的转速、扭矩等是否符合技术要求。知识点五

主轴拆卸和安装中的精度控制主轴的拆卸和安装过程中，需要严格控制各部件的精度，以确保主轴的正常运行。例如，在拆卸主轴时，要注意保护主轴轴承的精度，避免因操作不当导致轴承损坏；在安装主轴时，要注意主轴与主轴箱的配合精度，确保主轴的同心度和跳动量在允许范围内。主轴的精度控制需要维修人员具备丰富的经验和扎实的专业知识，能够准确判断各部件的精度状态，并采取相应的措施进行调整和修复。知识点六

主轴调试中的问题诊断和解决主轴调试过程中，可能会出现各种问题，如主轴运转不平稳、有异常声音、跳动量过大等。这些问题可能是由于主轴安装不当、部件损坏或调整不到位等原因引起的。维修人员需要具备敏锐的观察力和分析能力，能够快速诊断问题的原因，并采取有效的解决措施。知识点七

主轴维修工具主轴常用维修工具见表4.1.1。表4.1.1

主轴常用维修工具拆卸与安装工具名称示意图用途拉马

用于拉出主轴上的轴承或其他紧固件，有多种类型，如三爪拉马、四爪拉马等专用拆卸工具

针对特定主轴设计的拆卸工具，如主轴拉杆、主轴拉拔器等扳手

用于拧紧或松开螺母、螺栓等紧固件，包括开口扳手、梅花扳手、套筒扳手等螺丝刀

用于拧紧或松开螺丝，根据螺丝头的形状，有平头螺丝刀和十字螺丝刀检测与测量工具名称示意图用途千分尺

用于测量主轴的外径、内径和轴向跳动等尺寸精度，精度可达0.01 mm百分表

用于测量主轴的径向跳动和轴向窜动，确保主轴的运行精度水平仪

用于检查主轴的水平度，确保主轴安装的正确性激光对中仪

用于精确对中主轴与电机或其他部件，提高装配精度清洁与维护工具名称示意图用途清洁棒

用于清洁主轴表面和内部的切屑和灰尘压缩空气枪

用于吹扫主轴内部的灰尘和杂质清洁剂

用于清洗主轴表面和内部，去除油污和锈迹修复与调整工具名称示意图用途砂纸和研磨膏

用于修复主轴表面的轻微划痕和磨损轴承加热器

用于加热轴承，便于安装和拆卸预紧力调整工具

用于调整主轴轴承的预紧力，确保主轴的运行精度锤子

用于轻敲主轴部件，帮助安装或拆卸一、主轴维修工具的使用方法（一）拉马的使用选择合适的拉马：根据主轴轴承的尺寸和类型，选择合适的拉马。安装拉马：将拉马的爪子固定在轴承的外圈上，确保拉马与轴承紧密接触。均匀施力：使用手柄均匀施力，逐渐拉出轴承，避免损坏主轴和轴承。（二）千分尺的使用清洁测量面：在测量前，清洁主轴和千分尺的测量面，确保测量精度。调整千分尺：将千分尺的测量面与主轴表面接触，调整千分尺的读数，确保测量结果准确。读取测量值：读取千分尺上的测量值，记录主轴的尺寸精度。（三）百分表的使用安装百分表：将百分表安装在主轴的测量位置，确保百分表的测量头与主轴表面接触。调整百分表：调整百分表的指针，使其指在零位。测量跳动：启动主轴，观察百分表的指针摆动，记录主轴的跳动值。（四）润滑油的使用选择合适的润滑油：根据主轴的使用环境和要求，选择合适的润滑油。清洁润滑点：在加油前，清洁润滑点，确保无杂质和油污。加油：使用油枪或油壶，将润滑油注入润滑点，确保润滑充分。二、主轴维修工具的维护与保养（一）清洁工具定期清洁：使用后及时清洁工具，去除油污和灰尘。存放工具：将工具存放在干燥、清洁的地方，避免受潮和损坏。（二）检查工具检查磨损：定期检查工具的磨损情况，及时更换磨损严重的工具。检查损坏：检查工具是否有损坏或变形，确保工具的正常使用。（三）润滑工具润滑活动部件：对工具的活动部件进行润滑，确保工具的灵活性。定期维护：按照工具的使用说明书进行定期维护，延长工具的使用寿命。任务实施一、准备工作（一）工具准备准备好维修所需的工具，如拉马、千分尺、百分表、扳手、螺丝刀、清洁刷、压缩空气枪、润滑油等。（二）零部件检查对主轴、轴承、主轴电机、主轴箱等零部件进行外观检查，确保无损坏、磨损或变形。使用量具检查零部件的尺寸精度和配合间隙。（三）清洁工作使用清洁剂和软布清洁所有零部件，确保无油污、灰尘和杂质。二、故障诊断（一）观察与听诊观察主轴的运行状态，听诊主轴运行时的声音，检查是否有异常噪声或振动。（二）检查报警信息查看机床的报警信息，结合操作手册进行综合判断。（三）测量与检测使用千分尺、百分表等工具测量主轴的跳动和精度，检查主轴的运行状态。三、拆卸与检查（一）拆卸主轴装置按照正确的顺序拆卸主轴装置，注意标记和编号，以便后续的装配，如图4.1.1所示。图4.1.1

主轴拆卸检查（二）检查零部件对拆下的零部件进行检查，确定损坏部位，如轴承磨损、电机故障等。（三）记录检查结果将检查结果记录在维修记录表中，包括损坏部件的名称、损坏程度等信息。四、修复与更换（一）修复或更换轴承根据检查结果，修复或更换磨损的轴承，并检查主轴的同轴度和跳动，如图4.1.2所示。图4.1.2

轴承修复（二）修复或更换电机检查主轴电机的绕组、绝缘和连接，必要时更换电机。（三）修复或更换密封件检查主轴箱的密封件，更换损坏的密封件，并检查油封的安装是否正确。五、装配与调试（一）装配主轴装置按照拆卸的相反顺序进行装配，确保所有部件安装正确。（二）空载测试进行主轴的空载测试，检查主轴的运行是否平稳，有无异常噪声或振动。（三）负载测试进行主轴的负载测试，检查主轴的运行是否平稳，有无异常噪声或振动。（四）精度测试使用专业的检测设备检查主轴的精度，如径向跳动、轴向窜动等，确保主轴的运行精度和稳定性。六、填写维修记录（一）记录维修过程将维修过程中的关键步骤和检查结果记录在维修记录表中，包括故障诊断结果、修复或更换的部件、测试结果等，见表4.1.2。（二）记录测试结果将空载测试和负载测试的结果记录在维修记录表中，包括运行状态、精度测试结果等。（三）签名确认维修完成后，由维修人员和检验人员在维修记录表上签名确认，确保维修记录的完整性和准确性。表4.1.2

维修记录表设备名称

设备型号

设备规格

维修工具

维修日期

维修过程故障诊断结果

修复或更换部件

测试结果

运行测试项目测试结果备注空载测试

负载测试

维修人员

检验人员任务二

进给装置学习目标1.知识目标（1）了解进给装置的故障诊断方法。（2）掌握进给装置拆卸及检查方法。（3）掌握进给装置修复方法。（4）掌握进给装置装配调试方法。2.能力目标（1）能够对导轨、丝杠螺母副、电机等进行故障修复。（2）能够对装配后的进给装置进行调试。3.素养目标（1）培养多角度分析、统筹全局的工作意识。（2）培养正确的安全操作意识。（3）培养善于沟通、团队协作的职业素养。（4）培养严谨细致、精益求精的工匠精神。知识点一

进给传动部件的拆卸和再装配一、进给传动部件的结构与原理进给传动部件是数控加工中心的重要组成部分，其主要功能是将电机的旋转运动转换为刀具或工件的直线运动，以实现对工件的加工。进给传动部件通常包括电机、联轴器、丝杠、螺母、导轨等。进给传动部件的工作原理是通过电机的旋转，经过联轴器传递到丝杠，丝杠的旋转使螺母沿导轨做直线运动，从而实现刀具或工件的进给运动。二、进给传动部件的拆卸步骤（1）切断电源：在拆卸进给传动部件之前，必须先切断加工中心的电源，确保操作的安全性。（2）标记和拆卸外部部件：在拆卸进给传动部件之前，需要对各部件的位置和连接方式进行标记，以便后续的安装工作。然后，按照从外到内的顺序，依次拆卸进给传动部件的外部部件，如防护罩、电机、联轴器等。（3）拆卸丝杠和螺母：在拆卸丝杠和螺母之前，需要先拆卸固定螺母。然后，使用专用工具将丝杠从导轨中拉出。在拆卸过程中，要注意保护丝杠和螺母的精度，避免损坏其表面和螺纹。三、进给传动部件的再装配步骤（1）清洁部件：使用清洁剂和软布清洁所有部件，确保无油污、灰尘和杂质。（2）安装导轨：将导轨固定在机床床身上，使用水平仪检查导轨的直线度，确保导轨的安装精度。（3）安装丝杠螺母副：将丝杠安装在导轨上，使用百分表检查丝杠的同轴度，确保丝杠的安装精度。（4）安装电机和联轴器：将电机安装在机床床身上，使用激光对中仪或百分表检查电机与丝杠的对中精度，确保动力的平稳传递。（5）安装检测装置：将光栅尺或编码器安装在适当位置，确保检测装置的安装精度。（6）润滑部件：对导轨、丝杠等部件进行润滑，确保部件的正常运行。知识点二

导轨的故障诊断一、导轨故障的常见类型（一）导轨磨损现象：导轨表面出现磨损痕迹，可能导致机床运行时产生异常噪声或振动。原因：导轨润滑不足、切屑和灰尘进入导轨、频繁的高速运动等。诊断方法：通过视觉检查导轨表面的磨损情况，使用千分尺或百分表测量导轨的直线度和平面度。（二）导轨变形现象：导轨出现弯曲、扭曲或变形，影响机床的加工精度。原因：机床安装时基础不平整、长期过载运行、热变形等。诊断方法：使用激光干涉仪或水平仪检查导轨的直线度和平面度，观察导轨的变形情况。（三）导轨松动现象：导轨与床身之间的连接松动，可能导致机床运行时产生振动。原因：螺栓松动、安装不牢固、长期运行导致连接件磨损等。诊断方法：检查导轨与床身之间的连接螺栓是否松动，用手轻轻晃动导轨检查其稳定性。（四）导轨润滑不良现象：导轨表面干燥，运行时产生异常噪声或振动。原因：润滑油不足、油路堵塞、润滑系统故障等。诊断方法：检查润滑油的液位和油质，检查油路是否畅通，检查润滑系统的运行状态。（五）导轨防护罩损坏现象：防护罩出现破损或变形，可能导致切屑和灰尘进入导轨。原因：防护罩安装不当、长期使用导致老化或损坏、外力撞击等。诊断方法：检查防护罩的完整性，观察防护罩是否有破损或变形。二、导轨故障的诊断方法（一）视觉检查检查内容：导轨表面的磨损、划痕、变形、松动等情况。工具：目视、手触、放大镜等。步骤：（1）清洁导轨表面，去除油污和灰尘。（2）仔细观察导轨表面，检查是否有磨损、划痕或变形。（3）检查导轨与床身之间的连接螺栓是否松动。（4）检查防护罩的完整性，观察是否有破损或变形。（二）仪器检测检查内容：导轨的直线度、平面度、平行度等精度指标。工具：水平仪、千分尺、百分表、激光干涉仪等。步骤：（1）使用水平仪检查导轨的直线度和平面度。（2）使用千分尺或百分表测量导轨的平行度。（3）使用激光干涉仪进行高精度检测，记录导轨的精度数据。（三）运行测试检查内容：导轨在机床运行时的动态性能，如振动、噪声等。工具：振动测试仪、噪声测试仪等。步骤：（1）启动机床，进行空载运行测试，观察导轨的运行状态。（2）使用振动测试仪检测导轨的振动情况。（3）使用噪声测试仪检测导轨运行时的噪声水平。四、导轨故障的预防措施（一）定期检查与维护定期检查导轨的润滑情况，确保润滑油充足且油质良好。定期检查导轨的防护罩，及时修复或更换损坏的防护罩。定期检查导轨与床身之间的连接螺栓，确保连接牢固。（二）润滑系统维护定期检查润滑系统的油路是否畅通，及时清理或更换堵塞的油路。定期更换润滑油，确保润滑油的清洁和性能。（三）安装与调整确保机床安装时基础平整，导轨安装精度符合要求。定期调整导轨的直线度和平面度，确保导轨的运行精度。（四）操作规范操作人员应严格按照操作规范进行操作，避免机床过载运行。定期对操作人员进行培训，提高其对导轨故障的识别和处理能力。五、导轨磨损修复方法（一）焊接修复焊接修复是一种常见的导轨修复方式，适用于断裂较为轻微的情况。通过专业的焊接技术，可以将断裂的部分重新连接，恢复导轨的完整性和强度。然而，焊接修复存在一定的局限性。焊接后的导轨可能会出现应力集中，导致再次断裂的风险增加。此外，焊接修复后的导轨表面可能会出现变形，影响设备的精度和运行稳定性。因此，焊接修复更适合用于非关键部位的导轨修复，或者作为临时性解决方案。（二）磨削修复导轨磨削修复（见图4.2.1）适用于导轨表面磨损、划伤、变形等问题。通过磨削加工，可以恢复导轨的精度和平整度，提高导轨的使用寿命和运行稳定性。图4.2.1

磨削修复导轨1.磨削修复方法设备准备：使用平面磨床或三轴磨床对导轨进行磨削加工。表面处理：首先对导轨表面进行清洁和预处理，去除油污、锈蚀和旧的涂层。磨削加工：对于直线导轨，先用平面磨床磨削顶面；将导轨倒置，顶面向下置于磨床的磁力工作台上，通过磁力固定，进行侧面磨削。精度检测：使用千分尺或百分表测量磨削后的导轨精度，确保其直线度、平面度和平行度符合要求。后续处理：磨削完成后，对导轨表面进行抛光处理，提高表面光洁度2.导轨磨削修复后处理冷却：磨削完成后，让导轨自然冷却，避免因热应力导致变形。清洁：使用清洁剂和软布清洁导轨表面，去除磨削残留物。检测：使用精密测量工具检测导轨的精度，确保其符合技术要求。润滑：对导轨表面进行润滑处理，涂抹适量的润滑油或润滑脂，减少运行时的摩擦。3.导轨磨削修复注意事项设备选择：根据导轨的尺寸和磨损情况，选择合适的磨削设备。操作规范：磨削过程中要严格遵守操作规范，避免对导轨造成二次损伤。精度控制：磨削过程中要定期检测导轨的精度，确保磨削后的导轨符合技术要求。安全防护：操作人员要佩戴防护装备，确保操作安全。（三）刮研修复导轨刮研修复适用于导轨表面磨损、划伤、变形等问题，如图4.2.2所示。通过刮研加工，可以恢复导轨的精度和平整度，提高导轨的使用寿命和运行稳定性。1.准备工作清洁场地：刮研前要清洁场地，地基要结实，无严重振源干扰。检查导轨：检查导轨的磨损情况，确定刮研余量。图4.2.2

刮研修复2.刮研步骤基准选择：选择机床制造时的原始设计基准，或者机床不磨损的部件安装结合面及轴孔为刮研基准。粗刮：当导轨的刮研余量较大时（磨损大于0.3 mm以上），应先采用机械加工方法（精刨、磨削等）去掉一层冷作硬化表面。这样可以减少刮研量，避免刮研后导轨产生变形。细刮：使用平尺研点，用红丹粉加色，根据研点进行刮削。当工件表面研点每25 mm×25 mm上为4～6点并留有细刮加工余量时，可开始细刮。精刮：在细刮的基础上进行精刮，采用小刮刀或带圆弧的精刮刀，刀痕宽度约4 mm。当平均研点每25mm×25 mm上为16点以上时，达到国家精度标准。3.导轨刮研修复后处理清洁：使用有机溶剂清洗导轨表面，去除油污和杂质。检测：使用光学平直仪等工具检测导轨的精度，确保其符合技术要求。润滑：对导轨表面进行润滑处理，涂抹适量的润滑油或润滑脂，减少运行时的摩擦。知识点三

滚珠丝杠螺母副的故障诊断一、滚珠丝杠螺母副常见故障及原因（一）反向间隙大，定位精度差，加工零件尺寸不稳定原因：（1）滚珠丝杠支撑轴承磨损或轴承预加负荷垫圈配置不合适。（2）滚珠丝杠双螺母副产生间隙，滚珠磨损。（3）滚珠丝杠单螺母副磨损产生间隙。（4）螺母法兰盘与工作台没有固定牢，产生间隙。（二）滚珠丝杠副运动不平稳，噪声过大原因：（1）伺服电机驱动参数未调整好。（2）丝杠螺母润滑不良。（三）润滑不足导致金属干摩擦原因：润滑脂不足或干涸，导致金属部件直接接触产生干摩擦。（四）滚珠或螺纹磨损产生间隙原因：长期使用导致滚珠或螺纹表面磨损，产生间隙。（五）丝杆与螺母安装不同心原因：安装时未校准同轴度，导致丝杆与螺母不同心。（六）丝杆弯曲变形原因：外力作用或长期负载不均导致丝杆弯曲。（七）导轨或轴承损坏引发额外负载原因：导轨或轴承损坏，增加丝杆的负载。（八）异物（切屑、灰尘）进入滚道原因：防护罩损坏或未安装防护罩，导致异物进入滚道。（九）反向间隙过大（背隙）原因：丝杠预紧力调整不当或丝杠窜动。（十）预紧力不足导致轴向窜动原因：预紧力不足或预紧垫圈磨损。（十一）伺服电机与丝杆联轴器松动原因：联轴器锁紧螺丝松动，导致电机与丝杆不同步。（十二）温升过高原因：润滑不良、预紧力过大或电机驱动参数设置不当。二、滚珠丝杠螺母副故障诊断方法（一）检测丝杠系统间隙使用百分表配合钢球放在丝杠的一端中心孔中，测量丝杠的轴向串动，另一块百分表测量工作台移动；正反转动丝杠，观察百分表上反映的数值，根据数值不同的变化确认故障部位。（二）丝杠支撑轴承间隙的检测与修理检查支撑轴承的背帽是否锁紧，支撑轴承是否磨损失效，预加负荷轴承垫圈是否合适。如果轴承没有问题，需要重新配做预加负荷垫圈；如果轴承损坏，需要更换轴承并重新配做预加负荷垫圈。（三）滚珠丝杠双螺母副产生间隙的检测与维修通过检测，如果确定故障不是由于丝杠串动引起的，那就要考虑是否是丝杠螺母之间产生了间隙。用百分表置于与螺母相连的工作台上，正反向转动丝杠，检测出丝杠与螺母之间的最大间隙，然后进行调整。（四）单螺母副的检测与维修对于单螺母滚珠丝杠，丝杆螺母副之间隙是不能调整的。如检测出丝杠螺母副存在间隙，首先检测丝杠和螺母的螺纹圆弧是否已经磨损，如磨损严重，必须更换全套丝杠螺母；如检查磨损轻微，可以更换更大直径的滚珠来处置。（五）螺母法兰盘与工作台连接没有固定好而产生间隙检查固定法兰盘的螺钉是否松动，如有松动，需要重新紧固。（六）滚珠丝杠螺母副运动不平稳、噪声过大等故障的维修检查润滑系统是否正常工作，如润滑不良，需要清洁并重新润滑；检查伺服电机驱动参数是否设置正确，如参数设置不当，需要重新调整。（七）轴承、丝杠螺母副润滑不良检查润滑系统是否堵塞，如堵塞，需要清理润滑系统；在轴承、螺母中加入耐高温、耐高速的润滑脂。（八）伺服电机驱动问题检查伺服电机驱动增益参数是否适合实际运行状况，如参数设置不当，需要重新调整。（九）滚珠丝杠副的修复对于滚珠丝杠滚道内的局部疲劳点，可以采用圆柱形油石进行研磨处理；更换磨损的滚珠，并确保新滚珠的直径误差在0.01 mm以内；修复回珠插管，确保插管凹陷部分平整流畅。（十）轴向间隙的消除通过选用不同厚度的垫片来改变两个螺母之间的轴向距离，以达到调整轴向间隙和预紧的目的。任务实施一、准备工作（1）工具准备：准备好维修所需的工具，如扳手、螺丝刀、千分尺、游标卡尺、水平仪、激光对中仪等。（2）零部件检查：对导轨、丝杠、螺母副、电机、联轴器等零部件进行外观检查，确保无损坏、磨损或变形。使用量具检查零部件的尺寸精度和配合间隙。（3）清洁工作：使用清洁剂和软布清洁所有零部件，确保无油污、灰尘和杂质。二、故障诊断（1）观察与听诊：观察进给装置的运行状态，听诊进给装置运行时的声音，检查是否有异常噪声或振动。（2）检查报警信息：查看机床的报警信息，结合操作手册进行综合判断。（3）测量与检测：使用千分尺、百分表等工具测量进给装置的跳动和精度，检查进给装置的运行状态。三、拆卸与检查（1）拆卸进给装置：按照正确的顺序拆卸进给装置，注意标记和编号，以便后续的装配，如图4.2.3所示（2）检查零部件：对拆下的零部件进行检查，确定损坏部位，如导轨磨损、丝杠螺母副磨损、电机故障等。（3）记录检查结果：将检查结果记录在维修记录表中，包括损坏部件的名称、损坏程度等信息。图4.2.3

导轨拆卸检查四、修复与更换（1）修复或更换导轨：根据检查结果，修复或更换磨损的导轨，并检查导轨的直线度和平面度。（2）修复或更换丝杠螺母副：检查丝杠螺母副的磨损情况，必要时更换丝杠螺母副，并调整预紧力，如图4.2.4所示。（3）修复或更换电机：检查电机的绕组、绝缘和连接，必要时更换电机。（4）修复或更换联轴器：检查联轴器的磨损情况，必要时更换联轴器，并确保联轴器的对中精度。图4.2.4

修复滚珠丝杠螺母副五、装配与调试（1）装配进给装置：按照拆卸的相反顺序进行装配，确保所有部件安装正确。（2）空载测试：进行进给装置的空载测试，检查进给装置的运行是否平稳，有无异常噪声或振动。（3）负载测试：进行进给装置的负载测试，检查进给装置的运行是否平稳，有无异常噪声或振动。（4）精度测试：使用专业的检测设备检查进给装置的精度，如径向跳动、轴向窜动等，确保进给装置的运行精度和稳定性。六、填写维修记录（1）记录维修过程：将维修过程中的关键步骤和检查结果记录在维修记录表中，包括故障诊断结果、修复或更换的部件、测试结果等，见表4.2.1。（2）记录测试结果：将空载测试和负载测试的结果记录在维修记录表中，包括运行状态、精度测试结果等。（3）签名确认：维修完成后，由维修人员和检验人员在维修记录表上签名确认，确保维修记录的完整性和准确性。表4.2.1

维修记录表设备名称

设备型号

设备规格

维修工具

维修日期

维修过程故障诊断结果

修复或更换部件

测试结果

运行测试项目测试结果备注空载测试

负载测试

维修人员

检验人员任务三

换刀装置学习目标1.知识目标（1）掌握刀库的故障诊断及修复方法。（2）掌握机械手的故障诊断及修复方法。（3）掌握换刀装置装配后调试方法。2.能力目标（1）能对刀库进行故障诊断及修复。（2）能对机械手进行故障诊断及修复。（3）能对装配后的换刀装置进行调试。3.素养目标（1）培养多角度分析、统筹全局的工作意识。（2）培养正确的安全操作意识。（3）培养善于沟通、团队协作的职业素养。（4）培养严谨细致、精益求精的工匠精神。知识点一

刀库的故障诊断一、刀库常见故障及诊断方法（一）刀库旋转故障故障现象：刀库不旋转或旋转缓慢。可能原因：（1）机械原因：联轴器松动或磨损。（2）电气原因：刀库电机故障或电信号不稳定。诊断方法：检查联轴器是否松动，如有松动则紧固或更换。检查刀库电机是否正常工作，如损坏则更换电机。检查电信号是否稳定，包括电压是否过低、变频器和继电器是否正常。（二）刀库夹紧故障故障现象：刀库无法夹紧刀具。可能原因：锁紧机构弹性元件松弛；刀具超重。诊断方法：检查刀库中的锁紧机构，如有松弛则调整或更换弹性元件。检查刀具重量是否超过刀库的承载能力。（三）刀库定位不准故障现象：刀库在换刀过程中定位不准确。可能原因：传动机构误差；电机输出转角设定不正确；电机制动系统故障。诊断方法：定期检查刀库的传动精度，包括重复定位精度和双向换刀定位精度；重新设定电机的输出转角；调整制动器螺钉。（四）刀库乱刀故障故障现象：刀库换刀位置与系统刀号不一致。可能原因：系统参数丢失；换刀过程中断。诊断方法：重启机床，刀架、刀库回零；在系统数据寄存器中更改刀具数据；手动方式使刀库回到原位置，并通过系统PMC参数画面进行初始化设定。（五）刀库不停转故障故障现象：刀库在换刀过程中不停转动。可能原因：刀库伸缩电磁阀故障；刀库回零开关和电动机电缆故障。诊断方法：检查刀库伸缩电磁阀是否正常工作，如有故障则更换。检查刀库回零开关和电动机电缆是否正常。（六）刀库转动中突然停电故障现象：换刀过程中刀库旋转时突遇停电，刀库停在随机位置。诊断方法：尽快用螺钉旋具打开刀库伸缩电磁阀手动钮让刀库伸出；用扳手拧刀库齿轮箱方头轴，将刀库转到与主轴正对；手动取下当前刀爪上的刀具，再将刀库电磁阀手动钮关掉，让刀库退回。（七）换刀卡滞故障故障现象：换刀过程中刀具卡滞，声响大。可能原因：主轴定向偏移。诊断方法：检查主轴定向是否准确，通过调整参数6531，将主轴传动键调平。（八）换刀不能拔刀故障故障现象：换刀时，手爪未将主轴中刀具拔出，报警。可能原因：刀库不能伸出；主轴松刀液压缸未动作；松刀机构卡死。诊断方法：检查刀库伸缩电磁阀是否正常工作；检查主轴松刀液压缸是否正常工作，如有故障则更换；检查松刀机构是否卡死，如有卡死则清理或更换。（九）换刀超时故障故障现象：换刀过程中出现换刀超时报警。可能原因：机械手传动机构故障；运动速度过慢；主轴松刀感应开关失灵。诊断方法：检查机械手传动机构是否正常工作；检查运动速度是否符合要求；检查主轴松刀感应开关是否正常工作。（十）刀库门未关闭或未关紧故障现象：刀库监测系统报警或刀库不运行。诊断方法：检查刀库门是否关闭或关紧，如有问题则关紧刀库门。（十一）推刀杆未复位故障现象：刀库监测系统报警或刀库不运行。诊断方法：检查推刀杆是否复位，如有问题则将推刀杆恢复到原来位置。（十二）换刀模式选错或换刀指令错误故障现象：刀库监测系统报警或刀库不运行。诊断方法：检查换刀模式和换刀指令是否正确，如有错误则进行修正。（十三）通道选错故障现象：刀库监测系统报警或刀库不运行。诊断方法：检查通道选择是否正确，如有错误则切换通道。（十四）机械手故障故障现象：机械手臂抓空，机械手不到位；机械手掉刀；机械手卡爪夹刀后不松刀；机械手运动过慢。诊断方法：检查机械手是否因换刀中断或累计误差导致抓空，如有问题则通过机械方式解决；检查机械手锁紧机构是否松动，如有松动则调整；检查刀具重量是否超过机械手的最大夹持重量；检查气动系统的压力和流速，如有泄漏则进行修复。（十五）上刀塔松刀故障故障现象：机械手抓取主轴刀具时主轴不松刀；机械手装刀时主轴不拉刀。诊断方法：检查感应开关是否正常工作，如有故障则更换；检查液动电磁阀液压回路是否正常，如有渗漏则更换；检查顶杆是否弯曲变形，锁紧机构是否正常工作，弹簧卡头的弹力是否正常。知识点二

换刀装置驱动系统故障诊断一、机械手传动机构故障故障现象：机械手在执行自动换刀指令时，不能及时做出反应，换刀操作被终止，报警信息显示机械手未回零点。诊断方法：手动复位机械手，检查是否能恢复正常；若故障依旧，检查机械手的传动机构，包括电机、皮带、齿轮等部件，查看是否有松动、磨损或损坏；检查机械手的气动系统，确保气压和气流正常。二、换刀超时故障故障现象：换刀过程中，系统提示换刀超时，即在规定时间内无法完成换刀。诊断方法：检查机械手传动机构是否正常，核实机械手运动速度是否过慢；检查主轴松刀感应开关是否失灵，机械手运动是否到位；检查液压油缸，查看活塞杆是否达到既定速度，是否存在漏油现象。三、刀库旋转故障故障现象：刀库无法旋转或旋转缓慢。诊断方法：检查刀库电机是否正常工作，包括电机的供电电压、电流是否正常；检查刀库的传动链，包括联轴器、齿轮、链条等部件，查看是否有松动、磨损或损坏；检查刀库的控制信号，包括PLC输出的控制信号是否正常，继电器和接触器是否正常工作。四、主轴松刀故障故障现象：机械手抓取刀具时，主轴不松刀。诊断方法：检查松刀感应开关及信号是否正常，确保信号能够正确传递到主轴；检查主轴松刀液压缸，查看液压回路是否正常，是否存在漏液现象；检查主轴内的锁紧机构，如弹簧卡头、顶杆等部件是否正常工作。五、换刀点漂移故障现象：换刀点与机床的机械原点不重合，导致换刀过程中出现振动、噪声或无法拔刀。诊断方法：检查撞块是否松动，限位开关是否正常运行；检查主轴的传动精度，包括重复定位精度、双向换刀精度等；手动返回参考点，手轮操作至限位开关有信号，记录新的坐标值并更新换刀点坐标。六、换刀装置驱动系统故障诊断的注意事项（1）全面检查：在诊断故障时，应从机械、电气、液压等多个方面进行全面检查，避免遗漏可能的故障点。（2）利用诊断工具：使用专业的诊断工具，如万用表、示波器等，对电气信号进行检测，提高诊断的准确性。（3）参考技术文档：在诊断过程中，应参考机床的技术文档和PMC梯形图，了解换刀装置的工作原理和信号流程。（4）安全操作：在维修过程中，应确保机床处于安全状态，避免因操作不当导致设备损坏或人身伤害。任务实施一、准备工作（一）准备工具准备好维修所需的工具，如扳手、螺丝刀、千分尺、游标卡尺、水平仪、激光对中仪等。（二）零部件检查对刀库、机械手、刀具接口、换刀驱动系统等零部件进行外观检查，确保无损坏、磨损或变形。使用量具检查零部件的尺寸精度和配合间隙。（三）清洁工作使用清洁剂和软布清洁所有零部件，确保无油污、灰尘和杂质。二、故障诊断（一）观察与听诊观察换刀装置的运行状态，听诊换刀装置运行时的声音，检查是否有异常噪声或振动。（二）检查报警信息查看机床的报警信息，结合操作手册进行综合判断。（三）测量与检测使用千分尺、百分表等工具测量换刀装置的精度，检查换刀装置的运行状态。三、拆卸与检查（一）拆卸换刀装置按照正确的顺序拆卸换刀装置，注意标记和编号，以便后续的装配，如图4.3.1所示。图4.3.1

刀库拆卸（二）检查零部件对拆下的零部件进行检查，确定损坏部位，如刀具接口松动、机械手定位不准确、刀库刀具位置偏差等。（三）记录检查结果将检查结果记录在维修记录表中，包括损坏部件的名称、损坏程度等信息。四、修复与更换（一）修复或更换刀具接口检查刀具接口的螺栓是否松动，重新紧固螺栓。如有必要，更换损坏的刀具接口。（二）修复或更换机械手检查机械手的传感器和驱动系统，重新校准机械手的定位精度。如有必要，更换损坏的机械手部件，如图4.3.2所示。图4.3.2

修复机械手（三）修复或更换刀库检查刀库的定位装置，重新调整刀库的刀具位置。如有必要，更换损坏的刀库部件。（四）修复或更换换刀驱动系统检查换刀驱动系统的电机、气缸或液压缸，确保其运行平稳，能够准确控制刀库和机械手的运动。如有必要，更换损坏的驱动系统部件。五、装配与调试（一）装配换刀装置按照拆卸的相反顺序进行装配，确保所有部件安装正确。（二）空载测试进行换刀装置的空载测试，检查换刀装置的运行是否平稳，有无异常噪声或振动。（三）负载测试进行换刀装置的负载测试，检查换刀装置的运行是否平稳，有无异常噪声或振动。（四）精度测试使用专业的检测设备检查换刀装置的精度，如换刀精度、刀具夹紧力等，确保换刀装置的运行精度和稳定性。六、填写维修记录（一）记录维修过程将维修过程中的关键步骤和检查结果记录在维修记录表中，包括故障诊断结果、修复或更换的部件、测试结果等，见表4.3.1。（二）记录测试结果将空载测试和负载测试的结果记录在维修记录表中，包括运行状态、精度测试结果等。（三）签名确认维修完成后，由维修人员和检验人员在维修记录表上签名确认，确保维修记录的完整性和准确性。表4.3.1

维修记录表设备名称

设备型号

设备规格

维修工具

维修日期

维修过程故障诊断结果

修复或更换部件

测试结果

运行测试项目测试结果备注空载测试

负载测试

维修人员

检验人员任务四

辅助装置学习目标1.知识目标（1）掌握辅助装置的故障诊断方法。（2）掌握辅助装置故障修理方法。（3）掌握辅助装置装配调试方法。2.能力目标（1）能对辅助装置进行故障排查。（2）能对辅助装置进行故障修复。（3）能对修复后装配的辅助装置进行调试。3.素养目标（1）培养多角度分析、统筹全局的工作意识。（2）培养正确的安全操作意识。（3）培养善于沟通、团队协作的职业素养。（4）培养严谨细致、精益求精的工匠精神。知识点一

冷却系统故障诊断一、冷却液泄漏故障现象：冷却液从冷却系统中泄漏，导致冷却液液位下降。诊断方法：检查冷却液管道、接头、密封件等部位，查找泄漏点；检查冷却液箱的密封性，确保冷却液箱无泄漏；检查冷却液泵的密封性，确保泵无泄漏。二、冷却液流量不足故障现象：冷却液流量不足，导致冷却效果不佳。诊断方法：检查冷却液泵是否正常工作，包括电机是否运转、泵的转速是否正常；检查冷却液管道是否堵塞，清理管道内的杂质和污垢；检查冷却液的液位是否充足，必要时补充冷却液。三、冷却液温度过高故障现象：冷却液温度过高，导致冷却效果不佳。诊断方法：检查冷却液的冷却效果，包括冷却器是否正常工作、冷却液的流量是否充足；检查冷却液的温度传感器是否正常工作，确保温度测量准确；检查冷却液的循环系统，确保冷却液能够正常循环。四、冷却液泵故障故障现象：冷却液泵不工作或工作异常。诊断方法：检查冷却液泵的电源是否正常，包括电压、电流是否符合要求；检查冷却液泵的电机是否正常工作，包括电机的转速、温度是否正常；检查冷却液泵的机械部分，包括叶轮、轴承等是否正常工作。五、冷却液箱故障故障现象：冷却液箱液位异常或冷却液箱泄漏。诊断方法：检查冷却液箱的液位传感器是否正常工作，确保液位测量准确；检查冷却液箱的密封性，确保冷却液箱无泄漏；检查冷却液箱的冷却液是否充足，必要时补充冷却液。六、冷却器故障故障现象：冷却器散热效果不佳，导致冷却液温度过高。诊断方法：检查冷却器的散热片是否堵塞，清理散热片上的灰尘和污垢；检查冷却器的风扇是否正常工作，包括风扇的转速、温度是否正常；检查冷却器的冷却液通道是否堵塞，清理冷却液通道内的杂质和污垢。七、冷却系统故障诊断注意事项（1）全面检查：在诊断故障时，应从机械、电气、液压等多个方面进行全面检查，避免遗漏可能的故障点。（2）利用诊断工具：使用专业的诊断工具，如万用表、示波器等，对电气信号进行检测，提高诊断的准确性。（3）参考技术文档：在诊断过程中，应参考机床的技术文档和操作手册，了解冷却系统的工作原理和信号流程。（4）安全操作：在维修过程中，应确保机床处于安全状态，避免因操作不当导致设备损坏或人身伤害。知识点二

润滑系统故障诊断一、润滑油泄漏故障现象：润滑油从润滑系统中泄漏，导致润滑油液位下降。诊断方法：检查润滑油管道、接头、密封件等部位，查找泄漏点；检查润滑油箱的密封性，确保润滑油箱无泄漏；检查润滑油泵的密封性，确保泵无泄漏。二、润滑油压力不足故障现象：润滑油压力不足，导致润滑效果不佳。诊断方法：检查润滑油泵是否正常工作，包括电机是否运转、泵的转速是否正常；检查润滑油管道是否堵塞，清理管道内的杂质和污垢；检查润滑油的液位是否充足，必要时补充润滑油。三、润滑油温度过高故障现象：润滑油温度过高，导致润滑效果不佳。诊断方法：检查润滑油的冷却效果，包括冷却器是否正常工作、润滑油的流量是否充足；检查润滑油的温度传感器是否正常工作，确保温度测量准确；检查润滑油的循环系统，确保润滑油能够正常循环。四、润滑油泵故障故障现象：润滑油泵不工作或工作异常。诊断方法：检查润滑油泵的电源是否正常，包括电压、电流是否符合要求；检查润滑油泵的电机是否工作正常，包括电机的转速、温度是否正常；检查润滑油泵的机械部分，包括叶轮、轴承等是否工作正常。五、润滑油箱故障故障现象：润滑油箱液位异常或润滑油箱泄漏。诊断方法：检查润滑油箱的液位传感器是否正常工作，确保液位测量准确；检查润滑油箱的密封性，确保润滑油箱无泄漏；检查润滑油箱的润滑油是否充足，必要时补充润滑油。六、润滑油过滤器堵塞故障现象：润滑油过滤器堵塞，导致润滑油流量不足。诊断方法：检查润滑油过滤器的压差，如果压差过大，说明过滤器堵塞；检查润滑油过滤器的滤芯是否堵塞，必要时更换滤芯；检查润滑油的清洁度，确保润滑油无杂质。七、润滑油冷却器故障故障现象：润滑油冷却器散热效果不佳，导致润滑油温度过高。诊断方法：检查冷却器的散热片是否堵塞，清理散热片上的灰尘和污垢；检查冷却器的风扇是否正常工作，包括风扇的转速、温度是否正常；检查冷却器的冷却液通道是否堵塞，清理冷却液通道内的杂质和污垢。八、润滑系统故障诊断的注意事项（1）全面检查：在诊断故障时，应从机械、电气、液压等多个方面进行全面检查，避免遗漏可能的故障点。（2）利用诊断工具：使用专业的诊断工具，如万用表、示波器等，对电气信号进行检测，提高诊断的准确性。（3）参考技术文档：在诊断过程中，应参考机床的技术文档和操作手册，了解润滑系统的工作原理和信号流程。（4）安全操作：在维修过程中，应确保机床处于安全状态，避免因操作不当导致设备损坏或人身伤害。知识点三

排屑系统故障诊断一、切屑输送不畅故障现象：切屑无法顺利输送，导致切屑堆积在机床内部。诊断方法：检查切屑输送管道是否堵塞，清理管道内的切屑和杂质；检查排屑器的电机是否正常工作，包括电机的转速、温度是否正常；检查切屑输送带或链条是否松动或损坏，必要时进行调整或更换。二、排屑器不工作故障现象：排屑器不动作，无法进行切屑输送。诊断方法：检查排屑器的电源是否正常，包括电压、电流是否符合要求；检查排屑器的电机是否正常工作，包括电机的转速、温度是否正常；检查排屑器的控制信号是否正常，确保控制信号能够正确传递到排屑器。三、切屑堆积故障现象：切屑在机床内部堆积，导致机床运行不平稳。诊断方法：检查切屑输送管道是否堵塞，清理管道内的切屑和杂质；检查排屑器的电机是否正常工作，包括电机的转速、温度是否正常；检查切屑输送带或链条是否松动或损坏，必要时进行调整或更换。四、切屑输送带或链条断裂故障现象：切屑输送带或链条断裂，导致切屑无法输送。诊断方法：检查切屑输送带或链条的张紧度，确保其张紧度适中；检查切屑输送带或链条的磨损情况，必要时进行更换；检查切屑输送带或链条的驱动装置，确保其正常工作。五、切屑输送电机过载故障现象：切屑输送电机过载，导致电机停止工作。诊断方法：检查切屑输送管道是否堵塞，清理管道内的切屑和杂质；检查切屑输送带或链条是否松动或损坏，必要时进行调整或更换；检查电机的过载保护装置是否正常工作，确保电机不会因过载而损坏。六、切屑输送管道堵塞故障现象：切屑输送管道堵塞，导致切屑无法顺利输送。诊断方法：检查切屑输送管道是否堵塞，清理管道内的切屑和杂质；检查切屑输送管道的连接是否牢固，确保管道无泄漏；检查切屑输送管道的布局是否合理，避免管道过长或过弯导致切屑输送不畅。七、排屑系统故障诊断的注意事项（1）全面检查：在诊断故障时，应从机械、电气、液压等多个方面进行全面检查，避免遗漏可能的故障点。（2）利用诊断工具：使用专业的诊断工具，如万用表、示波器等，对电气信号进行检测，提高诊断的准确性。（3）参考技术文档：在诊断过程中，应参考机床的技术文档和操作手册，了解排屑系统的工作原理和信号流程。（4）安全操作：在维修过程中，应确保机床处于安全状态，避免因操作不当导致设备损坏或人身伤害。知识点四

防护装置故障诊断一、防护罩松动或损坏故障现象：防护罩松动或损坏，可能导致操作人员接触到危险部件。诊断方法：检查防护罩的固定螺栓是否松动，重新紧固螺栓；检查防护罩是否有损坏或变形，必要时进行修复或更换。二、安全门故障故障现象：安全门无法正常