数控加工工艺与编程 课件 第15、16章 数控车铣复合加工技术综合分析、数控机床保养及高端数控机床应用

第三篇：高级数控加工工艺与编程第十五章数控车铣复合加工技术综合分析《数控加工工艺与编程》教学课件第15章/共16章第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|本章内容▪•概述▪15.1识读图纸与生产需求文件▪15.2编制工艺过程卡的原则及技能▪15.3零件三维建模方法的归纳▪15.4程序编制与检验方法第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|学习目标▪掌握概述▪掌握识读图纸与生产需求文件▪掌握编制工艺过程卡的原则及技能▪掌握零件三维建模方法的归纳▪掌握程序编制与检验方法结合教材与实训，逐节学习并完成思考题。•概述第三篇·高级数控加工工艺与编程第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|•概述▪【知识目标】▪掌握机械加工工艺过程规划设计的基本知识；▪掌握工序划分和工序顺序确定的原理和方法；▪理解夹具选用和设计对质量保障的重要性；▪掌握车铣复合加工工序确定方法。▪【能力目标】第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|•概述（续）▪1.掌握编制机械加工工艺过程卡的技能；▪2.能够正确划分数控加工工序顺序和并编制工序卡；▪3.能够使用软件进行车削复合件建模和数控加工编程；▪4.学会设置后置处理器和生成数控加工程序文件；▪5.学会控制零件的加工质量。▪素质目标第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|•概述（续）▪培养归纳和分析的学习能力；▪形成总结归纳的学习习惯。15.1识读图纸与生产需求文件第三篇·高级数控加工工艺与编程第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.1识读图纸与生产需求文件15.1.1读懂装配图与零件图的方法▪读装配图的方法和步骤：▪（1）看标题栏并参阅有关资料，了解部件的名称、用途和使用性能。▪（2）看零件编号和明细栏，了解零件的名称、数量和它在图中的位置。▪由装配图的标题栏可知，由明细栏和外形尺寸可知它由3零件组成，结构不太复杂。▪（3）分析视图，弄清各个视图的名称、所采用的表达方法和所表达的主要内容及视图间的投影关系。▪（4）分析零件，弄清零件的结构形状。第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.1识读图纸与生产需求文件（续）15.1.1读懂装配图与零件图的方法（续）▪读图顺序：▪先看主要零件，再看次要零件；先看容易分离的零件，再看其它零件；先分离零件，再分析零件的结构形状。▪①根据剖面线的方向和间隔的不同，及视图间的投影关系等区分形体。▪②看零件编号，分离不剖零件。▪③看尺寸，综合考虑零件的功用、加工、装配等情况，然后确定零件的形状。▪④形状不能确定的部分，要根据零件的功用及结构常识确定。15.2编制工艺过程卡的原则及技能第三篇·高级数控加工工艺与编程第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.2编制工艺过程卡的原则及技能15.2.1需求文件与零件工艺过程卡之间的关联▪需求文件与零件工艺过程卡之间的关联非常重要，它们之间的有效衔接可以确保生产过程的顺利进行和产品质量的稳定控制。以下是它们之间的关联方式：▪1.需求文件的内容：▪需求文件通常包括对零件的设计要求、材料要求、加工工艺要求、质量标准、交付期限等内容。这些要求是指导零件加工和生产的重要依据。▪2.工艺过程卡的制定：▪工艺过程卡是将需求文件中的要求转化为具体的加工工艺步骤和操作规程的文档。在制定工艺过程卡时，需要详细考虑需求文件中的各项要求，并确定相应的加工工艺和控制措施。▪3.需求文件与工艺过程卡的关联：第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.2编制工艺过程卡的原则及技能（续）15.2.1需求文件与零件工艺过程卡之间的关联（续）▪需求文件中的各项要求应当在工艺过程卡中得到充分体现和落实▪具体来说，工艺过程卡应当包括与需求文件相对应的加工工艺流程、工艺参数、质量检验标准等内容，确保生产过程中能够按照需求文件的要求进行▪4.持续改进：▪需求文件与工艺过程卡之间的关联不是一次性的，而是一个持续改进的过程。生产过程中不断收集反馈信息，对工艺过程卡进行修订和优化，以适应市场需求变化和提高产品质量水平。第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.2编制工艺过程卡的原则及技能15.2.2工艺路线的确定原则▪确定工艺路线的原则是确保在零件加工过程中达到最佳的加工效率和产品质量。以下是确定工艺路线时需要考虑的原则：▪1.零件特性：首先要充分了解零件的结构、形状、尺寸和材料等特性。不同的零件特性可能需要采用不同的加工方法和工艺路线。例如，本案例活塞的加工，不仅需要车床加工，还需要铣床进行加工。▪2.加工精度要求：根据零件的加工精度要求，选择适合的加工工艺和设备。对于精度要求高的零件，可能需要采用精密加工工艺和高精度设备。▪3.加工效率：考虑加工效率是确定工艺路线的重要因素之一。通常情况下，应选择能够实现较高加工效率的工艺路线，以提高生产效率和降低成本。▪4.加工工艺：根据零件的形状、结构和材料特性，选择合适的加工工艺，包括车削、铣削、钻削、磨削等。▪5.设备条件：考虑企业已有的加工设备和技术水平，选择与设备条件相匹配的工艺路线。如果需要新的加工设备或技术，需要评估投资成本和效益。第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.2编制工艺过程卡的原则及技能15.2.3工序划分的原则和工序内容的确定方法▪工序划分是将整个加工过程分解为若干个具体的工序，每个工序包含一定的加工内容和工艺操作步骤。确定工序划分的原则和内容确定方法如下：▪1.工序划分原则：▪相对独立原则：将加工过程分解为相对独立的工序，每个工序完成一定的加工内容，便于组织和控制。▪加工连续性原则：将相邻的工序尽可能安排在一起，减少物料搬运和等待时间，提高生产效率。▪依次推进原则：加工顺序应当按照工艺要求和零件特性依次推进，确保每工序在前一工序基础上顺利进行。▪综合考虑原则：综合考虑设备能力、人力资源、材料流动、质量控制等因素，确定最合理的工序划分方案。第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.2编制工艺过程卡的原则及技能（续）15.2.3工序划分的原则和工序内容的确定方法（续）▪安全环保原则：在工序划分过程中考虑安全生产和环境保护要求，确保生产过程安全、稳定和环保。▪2.工序内容确定方法：▪分析整个加工过程：对整个加工过程进行分析，了解零件的结构、加工特性和工艺要求。▪按照加工特性划分：根据零件的加工特性划分工序，如粗加工、精加工、组装等。▪技术要求划分：根据加工工艺和工序间的技术要求进行划分，确保每个工序能够按照规定的要求进行。▪参考同类产品：参考同类产品的加工工艺和工序划分方案，借鉴经验进行工序划分。第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.2编制工艺过程卡的原则及技能（续）15.2.3工序划分的原则和工序内容的确定方法（续）▪与生产实践结合：根据生产实践和实际情况，确定最适合的工序划分方案，实现生产效率和质量的双重保证。15.3零件三维建模方法的归纳第三篇·高级数控加工工艺与编程第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.3零件三维建模方法的归纳15.3.1主要特征的提取方法▪1.草图绘制▪UG基础草图绘制以及特征的建立，可以参考中级的归纳总结，但在数控车铣复合件，在三维建模时，涉及到在轴类零件上侧面打孔，或铣削异性曲面等。▪若在侧面打孔，在建模时，需要使用投影曲线功能，例如高级案例的活塞三维建模（如图15-1）。▪在画完基本轴类零件之后。需要在侧边打孔，此时需要在轴的侧边建立新的基准面（如图15-2）。第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.3零件三维建模方法的归纳第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.3零件三维建模方法的归纳15.3.1主要特征的提取方法▪然后在草图绘制中，选择插入-投影曲线。详细操作可以参考建模视频。▪在进行异性曲面的铣削时，往往会涉及到拔模，拔模时要考虑拔模角度的正负（如图15-3）。第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.3零件三维建模方法的归纳第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.3零件三维建模方法的归纳15.3.1主要特征的提取方法▪2.三维建模▪基本特征的建立详细可以参考中级建模。▪在此需要特殊注意的是，在建立孔特征时，需要先将投影后的点的位置确定好，然后输入相应的孔直径（如图15-4）。第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.3零件三维建模方法的归纳图15-3拔模第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.3零件三维建模方法的归纳15.3.2特征建模的方法与分类▪对于零件的三维建模，特征建模的方法和分类也可以应用到其中。具体来说，可以通过以下方式进行特征建模：▪1.特征提取与构建：通过提取零件的关键特征参数（例如尺寸、形状、表面特征等）来建立零件的三维模型。可以使用CAD软件中的参数化建模功能，将关键特征参数应用于零件的设计中。▪2.三维几何特征建模：利用三维建模软件（如SolidWorks、AutoCAD等）进行几何特征的建模，包括曲线、曲面、孔洞等特征。▪3.结构特征建模：根据零件的功能和用途，建立零件结构上的特征模型，包括支撑结构、连接方式、装配关系等。▪在建立零件的三维模型后，可以根据需要对零件进行分类。常见的零件分类方法包括：▪1.根据零件的形状和功能分类：将零件根据其外形、用途等特征进行分类，如零件的种类、功能、形状等。第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.3零件三维建模方法的归纳（续）15.3.2特征建模的方法与分类（续）▪2.根据材料分类：将零件根据其材料属性进行分类，如金属零件、塑料零件、陶瓷零件等。▪3.根据制造工艺分类：将零件根据其制造工艺属性进行分类，如铸造零件、铣削零件、冲压零件等。▪通过建立合适的特征建模方法和分类方式，可以更好地管理和分析零件的三维模型数据，提高零件设计的效率和质量。15.4程序编制与检验方法第三篇·高级数控加工工艺与编程第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法15.4.1车铣复合件加工方式的选择▪车铣复合件在编程时，需要分别建立编程文件，不能将车序和铣序编辑在一起。因为所进入到的加工环境配置文件是不同的。▪比如说车床是选择CAM会话配置-lathe，要创建的CAM组装-turning（如图15-5）。▪铣床的编程时选择CAM会话配置-cam_general，要创建的CAM组装-mill_contour（如图156）。第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法15.4.1车铣复合件加工方式的选择▪编程前需要进行毛坯的确定，工件坐标系确定以及建立好对应的刀具，详见可以参考中级教程，特殊的，对于无法按将坐标系建在工件上表面中心或者工件上表面圆心时，应考虑使用边线中点，作为编程坐…▪例如高级缸体案例，正反面完成铣削后，要在侧边打孔，需装夹在铣床夹具上，用贴合夹具的侧边作为定位基准面，将工件坐标系原点设置在贴合夹具边的中心处（如图15-7）第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法图15-5配置车床图15-6铣床配置第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法15.4.1车铣复合件加工方式的选择▪对于车铣复合件的加工方式选择，通常可以考虑以下几个因素：▪1.零件结构和形状：根据复合件的结构、形状和尺寸特点，选择适合的加工方式。如果零件有复杂的曲面结构，可以考虑使用数控铣削进行加工；如果有轴向孔等特殊结构，可以考虑车削加工。▪2.加工精度要求：根据零件的加工精度要求，选择适合的加工方式。车削通常适用于对直径、长度等精度要求较高的部位，而铣削适用于对平面、曲面等几何形状精度要求较高的部位。▪3.加工效率和成本：考虑加工方式的效率和成本因素。通常情况下，车削比铣削更快速，但对于复杂形状的零件，铣削可能更适合。综合考虑加工效率和成本，选择最合适的加工方式。▪4.设备和工艺条件：考虑工厂内已有的加工设备和工艺条件，选择与设备和工艺条件相匹配的加工方式。例如，如果有数控铣床和数控车床，可以同时采用车削和铣削的复合加工方式。第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法15.4.2车铣复合件走刀路线选择▪1.刀轨并行生成第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法图15-7工件坐标系第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法15.4.2车铣复合件走刀路线选择▪例如本案例，缸体程序的生成。此时工序导航器显示如图15-8所示，说明刚刚修订的程序需要重新生成。图15-8工序导航器▪在工序导航器中点击PROGRAM节点，在系统弹出的快捷菜单中选择【并行生成】命令，此时工序导航器显示如图15-9所示，系统开始在后台重新计算刀路轨迹。▪稍等片刻后，系统完成刀路轨迹运算，此时工序导航器显示如图15-10.第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法15.4.2车铣复合件走刀路线选择▪说明：▪（1）选择“并行生成”命令后，工序节点的状态将显示为挂起或并行生成，系统后台计算完成后，节点状态将更改为重新后处理。▪（2）对于工序顺序有先后要求的工序节点，应同时对其进行并行生成或者逐一按其先后顺序进行并行生成。▪（3）对于工序顺序没有先后要求的，可以同时对其进行并行生成，计算结果不受影响。第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法图15-9刀路轨迹图15-10工序导航器第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法15.4.2车铣复合件走刀路线选择▪在编制加工程序后，应及时对刀轨的正确性进行检查，UGNX12.0提供了比较方便的命令，除去常见的3D动态和2D动态等确认刀轨的检查命令外，用户也可以使用“过切检查”命令，选择一个…▪在进行过切检查时，系统将以选定的颜色来显示过切▪如果用户选择了暂停选项，系统将停止在过切检测处显示对话框▪将工序导航器切换到程序顺序视图，点击要仿真的节点，在系统弹出的快捷菜单中选择【刀轨】——“过切检查命令”，系统弹出如图所示的“过切检查与碰撞检查”对话框（如图15-11）▪图15-11过切与碰撞检查▪对于上图所示的“过切和碰撞检查”对话框中部分选项的说明如下：第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法（续）15.4.2车铣复合件走刀路线选择（续）▪（1）检查刀具和夹持器复选框:用来确定是否进行刀具夹持器的碰撞检查。选择该复选框后，将进行刀具夹持器的碰撞检查，注意此时需要设置必要的夹持器参数，否则不能得到正确的结果。▪（2）刀具形状，下拉列表:用来确定刀具形状的参数类型，包括刀具参数和实体装配选项。▪（3）过切检查余量:用来确定检查余量的大小。包括自动和用户定义选项。单击按钮，可以列出非均匀余量的设置参数。▪（4）第一次过切或碰撞时暂停:复选框:若选中该复选框，则系统在检查到第一次过切或碰撞后将停止继续检测。▪（5）达到限制时停止复选框:选中该复选框，在其下出现的最大限制数文本框中输入一个数值，当系统检查到的过切或碰撞次数达到该数值后，将停止继续检查。▪（6）最大限制数文本框:用于确定停止检查时允许过切或碰撞的最大数值。第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法15.4.2车铣复合件走刀路线选择▪过切和碰撞检查的结果依赖于工序中所设置的安全距离、内外公差、部件偏置或部件余量的具体数值，要消除过切的刀路轨迹，需要仔细调整该工序的各个加工参数▪本例中的过切仅为演示该命令的用法，正常计算刀路轨迹时的过切较少出现第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法4.4.3车铣复合件程序效验方法▪程序编辑完后，需要进行刀路轨迹并确认▪刀路轨迹是指在图形窗口中显示已生成的刀具运动路径▪刀路确认是指在计算机屏幕上对毛坯进行去除材料的动态模拟▪在程序节点操作区域中单击“生成”按钮，在图形区中生成图15-13所示的刀路轨迹。第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法图15-13刀路轨迹第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法4.4.3车铣复合件程序效验方法▪1.刀具路径重播▪刀具路径重播是指沿一条或几条刀具路径显示刀具的运动过程。通过刀具路径模拟中的重播，用户可以完全控制刀具路径的显示，既可查看程序对应的加工位置，又可查看各个刀位点的相应程序。▪当在“刀轨可视化”对话框中选择重播选项卡时，对话框上部的路径列表框列出了当前操作所包含的刀具路径命令语句▪如果在列表框中选择某一行命令语句时,则在图形区中显示对应的刀具位置▪反之也可在图形区中选取任何一个刀位点，则刀具自动在所选位置显示，同时在刀具路径列表框中高亮显示相应的命令语句行（如图15-14）▪（1）线框：刀具以线框形式显示。第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法（续）4.4.3车铣复合件程序效验方法（续）▪（2）点：刀具以点形式显示。▪（3）轴：刀具以轴线形式显示。▪（4）刀具：刀具以三维实体形式显示。▪（5）装配：一般情况下与实体类似，不同的是当前位置的刀具显示是一个从数据库中加载的NX部件。▪2.3D动态切削▪在“刀轨可视化”对话框中单击“3D动态”选项卡，对话框切换为下图所示的形式第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法（续）4.4.3车铣复合件程序效验方法（续）▪选择对话框下部的播放图标，则在图形窗口中动态显示刀具切除工件材料的过程▪此模式以三维实体方式仿真刀具的切削过程，非常直观，并且播放时允许用户在图形窗口中通过放大、缩小、旋转、移动等功能显示细节部分（如图15-16）第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|15.4程序编制与检验方法图15-15所示的“刀轨可视化”对话框中的各选项说明如下显示选项.该选项可以指定刀具在图形窗口中的显示形式。第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|本章小结▪回顾：概述▪回顾：识读图纸与生产需求文件▪回顾：编制工艺过程卡的原则及技能▪回顾：零件三维建模方法的归纳▪回顾：程序编制与检验方法第十五章数控车铣复合加工技术综合分析|思考题▪读装配图和零件图的步骤有哪些？▪刀轨的生成以及检查如何操作，有什么作用？第三篇：高级数控加工工艺与编程第十六章数控机床保养及高端数控机床应用《数控加工工艺与编程》教学课件第16章/共16章第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|本章内容▪•概述▪16.1数控机床二级保养▪16.2数控机床故障诊断▪16.3高端数控机床应用（含课程思政）第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|学习目标▪掌握概述▪掌握数控机床二级保养▪掌握数控机床故障诊断▪掌握高端数控机床应用（含课程思政）结合教材与实训，逐节学习并完成思考题。•概述第三篇·高级数控加工工艺与编程第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|•概述▪【知识目标】▪了解数控机床的二级保养的原理和方法；▪了解数控机床故障诊断的原理；▪了解高端数控机床的特点与应用。▪【能力目标】【▪1.明确数控机床的二级保养的内容和要求；第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|•概述（续）▪2.能够正确制定数控机床二级保养计划并能够实施；▪3.具有诊断数控机床故障的能力；▪4.能够制定数控机床故障处理方案；▪5.具有选用高端数控机床能力。▪【素质目标】▪培养数控机床故障分析与处理能力；第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|•概述（续）▪形成不断学习追求创新的工作作风。16.1数控机床二级保养第三篇·高级数控加工工艺与编程第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.1数控机床二级保养16.1.1数控机床二级保养的内容▪二级保养就是每月一次的保养，一般先完成一级保养后再进行二级保养▪二级保养一般按数控机床的部位划分进行，如主轴系统、换刀系统、液压系统、气压系统等▪对每个部件进行全面检查和清洁，要求工作正常且可靠▪数控机床的二级保养通常包括以下内容：▪1.清洁和润滑：对数控机床进行全面清洁，包括清除机床表面和内部的灰尘、油污等杂物，并对各个零部件进行润滑，确保机床运行顺畅。▪2.检查和调整传动系统：检查传动系统（如滚珠丝杠、皮带、齿轮等）的紧固件，确保传动部件的正常运转，并进行必要的调整和润滑。第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.1数控机床二级保养（续）16.1.1数控机床二级保养的内容（续）▪3.检查电气系统：检查电气系统的各个连接件和电缆，确保电气部件的正常工作，并检查控制器和电子元件的性能。▪4.检查液压和气压系统：检查液压和气压系统的油液和气压，确保液压元件和气压元件的正常工作，必要时更换液压油和气压元件。▪5.检查导轨和滑块：检查机床的导轨和滑块，确保其表面平整和润滑，必要时进行调整和更换。▪6.检查冷却系统：检查冷却系统的冷却液和管路，确保冷却系统的正常工作，必要时更换冷却液和清洗管路。▪7.检查机床几何精度：通过测量和校正，检查机床的几何精度，确保加工精度和质量。▪8.清洁和维护操作面板和控制器：清洁和维护数控机床的操作面板和控制器，确保其正常工作并延长使用寿命。第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.1数控机床二级保养（续）16.1.1数控机床二级保养的内容（续）▪这些是数控机床二级保养的基本内容，具体的保养内容还会根据不同机床的型号、品牌和使用情况而有所差异。第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.1数控机床二级保养16.1.2数控机床二级保养计划与实施▪数控机床二级保养计划的制定和实施是确保机床长期稳定运行和保持良好工作状态的关键步骤。以下是制定和执行数控机床二级保养计划的一般步骤：▪1.确定保养周期：根据数控机床的型号、品牌以及使用情况，确定二级保养的周期，通常是根据使用时间、加工量或者机床的运行状态来确定。▪2.编制保养计划：根据二级保养的内容，制定详细的保养计划，明确每个保养项目的内容、执行时间和责任人员。▪3.准备保养工具和材料：根据保养计划，准备好所需的工具、润滑油、清洁剂等保养所需的工具和材料。▪4.分配任务和责任：确定执行保养的责任人员，并明确各自的任务和责任，确保每个保养项目都能得到有效执行。▪5.执行保养计划：按照制定的保养计划，按时执行各项保养任务，确保保养工作的全面和及时性。第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.1数控机床二级保养（续）16.1.2数控机床二级保养计划与实施（续）▪6.记录和分析保养数据：在保养过程中，及时记录每次保养的内容、执行情况和发现的问题，并进行数据分析，为下一次保养提供参考。▪7.问题处理和改进：对于在保养过程中发现的问题，及时进行处理和解决，并根据经验总结和保养数据分析，不断改进和完善保养计划。▪8.定期评估和调整：定期对保养计划进行评估和调整，根据机床的运行情况和保养效果，适时调整保养周期和内容，确保保养计划的有效性和可持续性。▪通过以上步骤，可以建立起一套完善的数控机床二级保养计划和执行机制，有效地保障数控机床的正常运行和长期稳定性。16.2数控机床故障诊断第三篇·高级数控加工工艺与编程第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.2数控机床故障诊断16.2.1数控机床故障诊断方法▪数控机床在运行过程中，机械零部件受到冲击、磨损、高温、腐蚀等多种作用，运行状态不断变化，一旦发生故障，往往会导致不良后果▪因此，必须在机床运行过程中或在不拆卸全部设备的情况下，对机床的运行状态进行定量测定，判断机床的异常及故障部位和原因，并预测机床未来的状态，以提高机床运行的可靠性和机床的利用率▪数控机床机械故障诊断的任务如下：▪（l）诊断引起机械系统劣化或故障的主要原因。▪（2）掌握机械系统劣化或故障的程度及故障的部分。▪（3）了解机械系统的性能、强度及效率。第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.2数控机床故障诊断（续）16.2.1数控机床故障诊断方法（续）▪（4）预测机械系统的可靠性及使用寿命。▪在机床故障诊断中，通常遵循“初步筛查→深度分析→预测维护”的分级流程▪首先采用实用诊断技术法对设备进行快速状态评估，若发现异常或疑难问题，则依次启用仪器诊断技术法和智能诊断技术法，通过三者的协同实现精准、经济的设备管理▪实用诊断技术方法也称机械检测法，它是由维修人员使用一般的检查工具或凭感觉器官对机床进行问、看、听、触、嗅等诊断，即通过对数控机床形貌、声音、温度、颜色和气味的变化来判断其故障▪它能快速测定故障部位，监测劣化趋势，并选择有疑难问题的故障进一步精密诊断▪仪器诊断技术法是利用专业的检测仪器对数控机床进行故障诊断第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.2数控机床故障诊断（续）16.2.1数控机床故障诊断方法（续）▪这些仪器可以精确地测量机床的各项性能指标，如电压、电流、温度、振动等，从而准确地判断出故障的原因和位置▪这种方法具有较高的准确性和可靠性，但需要专业的检测设备和技术人员▪智能诊断技术法是一种基于数据驱动和人工智能的先进故障分析方法，其核心通过部署振动、温度、电流等多源传感器实时采集设备运行数据，结合工业物联网（IIoT）实现数据云端传输与存储，并利…▪该技术能够自动解析设备状态特征，精准识别轴承磨损、刀具崩刃等异常模式，甚至提前数周预测潜在故障的发生概率及剩余寿命，同时通过可视化界面输出诊断报告和维护建议，显著提升诊断效率（可达…▪一般情况都采用实用诊断技术来诊断机床的现时状态，只有对那些在实用诊断中提出疑难问题的机床才进行下一步的诊断，3种诊断技术的综合应用才是最经济有效的方法。▪下面对实用诊断技术中的问、看、听、触、嗅进行具体地讲解。第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.2数控机床故障诊断（续）16.2.1数控机床故障诊断方法（续）▪1.问：就是询问机床故障发生的经过，弄清故障是突发的，还是渐发的。一般操作者熟知机床性能，故障发生时又在现场耳闻目睹，所提供的情况对故障的分析是很有帮助的。通常应询问下列情况：▪（1）机床开动时有哪些异常现象。▪（2）对比故障前后工件的精度和表面粗糙度，以便分析故障产生的原因。▪（3）传动系统是否正常，出力是否均匀，背吃刀量和进给量是否减小等。▪（4）润滑油品牌号是否符合规定，用量是否适当。▪（5）机床何时进行过保养检修等。第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.2数控机床故障诊断（续）16.2.1数控机床故障诊断方法（续）▪2.看：（l）看转速。观察主传动速度的变化，如带传动的线速度变慢，可能是传动带过松或负荷太大；对主传动系统中的齿轮，主要看是否存在跳动、摆动现象；对传动轴主要看是否弯曲或跳动。▪(2)看颜色。如果机床转动部位，特别是主轴和轴承运转不正常，就会发热。长时间升温会使机床外表颜色发生变化，大多呈黄色。油箱里的油也会因温升过高而变稀，颜色改变；有时也会因久不换油、杂质…▪(3)看伤痕。机床零部件碰伤损坏部位很容易发现，若发现裂纹时，应做记号，隔一段时间后再比较它的变化情况，以便进行综合分析。▪(4)看工件。从工件来判断机床的好坏。若车削后的工件表面粗糙度Ra数值大，主要是由于主轴与轴承之间的间隙过大，溜板、刀架等压板楔铁有松动以及滚珠丝杠预紧松动等原因所致。若是磨削后的表面…▪（5)看变形。主要观察机床的传动轴、滚珠丝杠是否变形；直径大的带轮和齿轮的端面是否跳动。▪（6）看油箱与冷却箱。主要观察油或切削液是否变质，确定其是否能继续使用。第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.2数控机床故障诊断（续）16.2.1数控机床故障诊断方法（续）▪3.听：一般运行正常的机床，其声音具有一定的音律和节奏，并保持稳定。机械运动发出的正常声响大致可归纳为以下3种：▪（l)一般做旋转运动的机件，在运转区间较小或处于封闭系统时，多发出平静的声音；若处于非封闭的系统或运行区间较大时，多发出较大的蜂鸣声；各种大型机床则产生低沉而振动声浪很大的声音。▪（2)正常运行的齿轮副，一般在低速下无明显的声响；链轮和齿条传动副一般发出平稳的声音；直线往复运动的机件，一般发出周期性的“咯噔”声；常见的凸轮顶杆机构、曲柄连杆机构和摆动摇杆机构等，…▪(3)各种介质的传输设备产生的输送声，一般均随传输介质的特性而异。如气体介质多为“呼呼”声；流体介质为“哗哗”声；固体介质发出“沙沙”声或“呵罗呵罗”声响。▪4.触：用手感来判断机床的故障，通常有以下几方面：▪（1)振动。轻微振动可用手感鉴别，至于振动的大小可找一个固定基点，用手去触摸可以比较出振动的大小。第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.2数控机床故障诊断（续）16.2.1数控机床故障诊断方法（续）▪（2）伤痕和波纹。用手指去摸可很容易地感觉出来肉眼看不清的伤痕和波纹。正确的方法是：对圆形零件要沿切向和轴向分别去摸；对平面则要左右、前后均匀地摸。摸时不能用力太大，只轻轻把手指放在被…▪（3）松或紧。用手转动主轴或摇动手轮，即可感到接触部位的松紧是否均匀适当，从而可判断出这些部位是否完好可用。▪5.嗅：当剧烈摩擦或电器元件绝缘破损短路发生时，使附着的油脂或其他可燃物质发生氧化蒸发或燃烧产生油烟气、焦煳气等异味，通过嗅觉诊断可比较准确地判断故障。第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.2数控机床故障诊断16.2.2数控机床故障处理方法▪数控机床的故障处理方法通常根据不同类型的故障进行分类和处理。以下是一般的数控机床故障处理方法：▪1.机械故障处理▪如果出现机械传动部件损坏或卡滞，需要停机检查，并根据情况更换或修复受损部件▪对于机床导轨和滑块的异常，需要检查并清理，确保其表面平整和润滑▪若发现机床加工精度下降，需要重新调整机床的几何参数，确保加工精度▪2.电气故障处理第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.2数控机床故障诊断（续）16.2.2数控机床故障处理方法（续）▪对于电气系统故障，首先检查电源连接是否正常，然后逐步检查各个电气元件的连接和工作状态，如电机、传感器、断路器等▪根据故障现象，使用测试工具进行电气参数检测，确定故障点并进行修复或更换受损部件▪3.液压气动故障处理▪液压气动系统故障可能导致机床运动不畅或停机，需要检查液压油和气压是否正常，以及液压元件和气压元件是否存在泄漏或损坏▪对于液压管路堵塞或气压不足的情况，需要清理管路或增加气压，并检查液压泵和气动阀等关键部件▪4.控制系统故障处理第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.2数控机床故障诊断（续）16.2.2数控机床故障处理方法（续）▪当数控系统出现故障时，首先检查操作面板上的显示信息，尝试理解故障代码或警报▪根据故障代码和手册的说明，逐步检查数控系统的各个模块和连接，排除故障点▪如果需要，可以尝试重新加载控制程序或者进行系统复位，以恢复系统正常运行▪5.维护和预防措施▪定期进行机床的保养和维护工作，清洁和润滑各个部件，确保机床的稳定运行▪根据经验总结和故障分析，制定预防措施，加强对关键部件的监测和维护，降低故障发生的概率第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.2数控机床故障诊断（续）16.2.2数控机床故障处理方法（续）▪以上是一般的数控机床故障处理方法，具体操作时需要根据具体情况和机床型号进行灵活应用16.3高端数控机床应用（含课程思政）第三篇·高级数控加工工艺与编程第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.3高端数控机床应用（含课程思政）5.3.1高端数控机床的特点与分类▪“高档”或“高端”数控机床的定义：具有高速、精密、智能、复合、多轴联动、网络通信等功能的数控机床▪其发展象征着国家目前的机床制造业占全世界机床产业发展的先进阶段，因此国际上把五轴联动数控机床等高档机床技术作为一个国家工业化的重要标志▪数控机床按机床的功能水平可分为低、中、高三档▪这种分类方式，在我国用的很多▪低、中、高档的界限是相对的，不同时期的划分标准有所不同，就目前的发展水平来看，大体可以从下面的高、中、低档数控机床对比图中所示的几个方面区分：▪高档数控机床在传统数控机床的基础上，能够完成自动化生产工作，是信息科技发展的产物第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.3高端数控机床应用（含课程思政）（续）5.3.1高端数控机床的特点与分类（续）▪对于国家来说，是机床制造行业本质上的一种进步▪我国高档数控机床已经获得快速发展，以华中数控为代表的国内企业，在近十年已经开发了高端五轴数控系统、高速高精数控加工工艺与系统、智能数控加工系统，实现了弯道超车▪智能数控加工系统集多种高端技术于一体，应用于复杂的曲面和自动化加工，在航空航天、船舶、机械制造、高精密仪器、军工、医疗器械产业等多种领域的设备制造业有着非常紧密的关系▪随着先进生产技术的发展，要求现代数控机床向高速度、高精度、高可靠