普通机床在机械加工中使用得尤为普遍。其中车床是机械制造和修配中使用最广泛的一类机床,车削加工也不失为中小企业进行生产的一种高效的加工方法。很多机械零件,车削加工是第一步。但普通机床在使用过程中,出现一些故障是常见现象,有零部件方面的,也有机床电器方面的。甚至日常维护和保养不当,操作使用不合理等都是造成故障的原因。不论是哪种原因引起的故障,都需及时查找并及时排除,否则不但会使工件的加工精度降低,造成零件的缺陷甚至废品,而且会使机床的精度快速下降,直接影响机床的使用寿命。因此,掌握普通车床的组成及各部分功用、认真分析、排查机床发生故障的原因,总结排除故障的方法和途径,是非常必要的。
下面以使用较为普遍的机床CA6140为例,分析普通车床的组成及故障排除方法:
1、普通车床的主要组成:
机床CA6140的主要组成部件有:主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身。
其中主轴箱中主轴是车床的关键零件,主轴旋转精度的高低直接影响工件的加工质量,一旦主轴运转的平稳性降低,则机床的使用价值就会降低。丝杠是专门用来车削各种螺纹而设置的,在进行工件的其他表面(如端面、外圆、台阶、锥面等)车削时,只用光杠,不用丝杠。尾架也是车床的重要部分之一,主要用于安装顶尖,以支撑较长的工件的右端;安装钻头、铰刀,进行孔的加工;也可以安装丝锥进行攻螺纹。
2、常见故障类型及排除方法:
普通机床在使用过程中表现出的故障现象有多种形式,如车床不能正常运转、车削过程中的震颤、加工零件表面的波纹、工件圆度误差、主轴非正常升温、水泵电机不工作等。但大多数的故障是通过机床的外观表现(振动、噪音等)及被加工零件的加工精度未达到要求而表现出来的。
普通车床常见故障通常分为以下几类:
(1)车床工作中振动
车床在加工过程中由于切削力的作用,难免会有振动现象。但是当振动超过一定程度时,不仅影响被加工零件的精度,还影响生产率,且使车床各摩擦副在振动中加剧磨损,刀具的耐用度也将随着振动的加剧而下降,尤其是对于脆性刀具材料(如硬质合金、陶瓷等)更为显著。
机床工作中产生振动的原因及解决措施:1)车床的地脚螺栓安装不够牢固,需重新将车床地脚螺栓牢固、可靠安装。2)电动机等高速旋转机件不平衡,需重新调整平衡。3)齿轮精度不够,啮合不良,应重新修复齿轮或更换精度合格的齿轮。4)皮带传递运动不顺畅,需更换皮带。5)润滑、冷却效果不好。应保证润滑,冷却液需充足。
(2)噪音
任何机床在加工过程中,各运动副之间作相对运动,都会产生或大或小的声音,只要这些声音是规律性的、和谐的、不刺耳的工作声音,都属于正常现象。反之,若声音太大,尖锐刺耳,则属于不正常的噪音。
噪音的产生预示着机床可能已经出现故障,因此正确分析噪音产生的原因,可以快速地查找故障并及时地排除故障。普通机床的噪音通常都发生在主轴箱、变速箱、进给箱等传动机构,这些机构中有轴与轴承的配合、齿轮的啮合、蜗轮蜗杆的传动,这些配合与传动都容易产生噪音。
1)若蜗轮蜗杆或啮合齿轮的齿廓有缺损或变形,应予以检查各齿轮完好程度,必要时应及时更换缺损、变形的零件;2) 若轴承有异常,应及时更换轴承,并注意润滑。
(3)水泵电机不工作
1)水泵电机进水,线圈烧毁;可用万用表测量检查绕线圈,并经常检查水位,水位不得高出水泵轴上端的防护圈,必要时更换水泵电机;2)电源线接触不良,启动电容损坏;检修或更换启动电容;
(4)加工零件出现圆度误差:
1)主轴轴承间隙大,回转精度低,应调整轴承间隙;2)主轴轴承磨损严重,应更换;3)卡盘后连接盘内孔,螺纹配合出现松动,应及时修配连接盘;4)当用两顶尖装夹工件时,若后顶尖顶得不紧或中心孔接触不良,使回转顶尖产生振动。当发现回转顶尖产生晃动时应及时调整或更换回转顶尖,使工件在两顶尖间装夹时应松紧适当。
(5)工件上有锥度产生:
1)当用一夹一顶或两顶尖装夹工件,若后顶尖不在主轴中心或前后顶尖不等高及前后偏移,则工件产生锥度。可通过百分表检测,调整尾座偏移量消除锥度。2)当用卡盘安装工件,对工件进行纵向进给车削时,若主轴轴心线在水平面和垂直面上相对导轨的平行度超差,这种误差在回转体零件上表现出来的则是工件产生锥度。这时必须重新调整主轴箱安装位置或刮研修正导轨,保证位置误差。3)长期使用再加上保养不及时或不规范导致的导轨面磨损严重,使导轨直线度超差,会导致工件产生锥度。需刮研导轨或用导轨磨床磨削导轨。4)因主轴箱温度升高导致主轴中心线倾斜,也会导致工件产生锥度。需检查主轴是否有变形、轴承精度是否符合要求及润滑油性能等(若因主轴弯曲造成热变形,需修复主轴;另外检查轴承精度是否按规定选用,且保证装配精度,润滑材料性能要好并注意清洁),控制主轴箱温度在正常范围内。5)加工中切削刃磨损,导致工件锥形。因刀具引起工件的锥度虽与机床无关,但也不容忽视,加工中多留意切削刃的变化。
(6)圆柱表面精车后有波纹:
1)卡爪呈喇叭口形状,使工件装夹不牢固;应修整卡爪,或更换卡爪;2)卡盘后的连接盘磨损,与主轴配合松动;应修磨连接盘或更换;3)溜板滑动表面间隙大;调整各滑板的镶条和压板到合适间隙,使移动平稳、轻便;4)滚动轴承滚道磨损,或滚珠磨损,或间隙过大;应调整或更换轴承,加强润滑;5)刀架底面与小滑板表面接触不好;修磨刀架底面与小滑板表面;6)使用尾座顶尖车削时,顶尖顶紧不稳固,或回转顶尖间隙过大;7)进给箱、溜板箱、托架的三支承不同轴,转动时有卡阻现象,调整进给箱、溜板箱、托架三支承的同轴度。
(7)工件精车后,端面有波纹:
1)主轴轴向窜动过大,应调整主轴后端的推力轴承;2)车削端面由中滑板控制,中滑板横向进给不均匀,可能导致端面有波纹;应及时调整中滑板丝杠与螺母的间隙或重配螺母,并校直丝杠。除此之外,车床零部件存在的质量问题、车床本身装配过程中的精度误差、日常维护和保养没有做到位、操作过程不合理等都是造成故障的原因。机械加工中,应掌握车床的各项参数,严格遵守操作规程,合理地使用机床,可以有效地减少或防止故障的产生。
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