1、1机修钳工经验交流讲稿褚平庆根据公司人事部的安排，给大家进行一次机械修理方面的经验交流。有说的不到位的或是大家有疑问的地方，希望大家提出来，大家一起探讨！目前机床，机械制造技术新动向根据全球行业分析公司(Global Industry Analysts, Inc.)日前发表的一份报告机床：全球战略商业报告指出，20012010 年期间，世界机床市场预计将保持 7.20%的综合年增长率(CAGR)，并且到 2010 年其市场规模将超过 688亿美元。在全球机床市场中，金属切削机床子行业所占的份额最大，据估计2007 年为 58.53%；预计该子行业在 20012010 年期间的综合年增长率也最快
2、，达到 7.60%。报告显示，在全球机床消费的终端用户中，汽车制造业所占比例最大，2007年的占比达 42.78%。同时，在机床消费上增长最快的行业是电子/电气机械和设备加工行业，2001-2010 年期间的综合年增长率预计接近 9%。高速加工将进一步向纵深发展。高速数控加工起源于 90 年代初，它以电主轴实现主轴高速和以直线电机实现高直线移动速度为主要特征，主要应用于大批量生产的轿车工业等领域。目的是力图用高主轴转速和高速直线进给运动的单主轴加工中心来替代多主轴但难以实现高主轴转速和高速进给的组合机床，从而在大批量生产中，既得到高度的柔性利于产品快速地更新换代，而又不降低生产效率。在实际生产
3、中，一些驰名的汽车厂如我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。当前最新趋势是：继续扩大其应用范围。有的公司为了降低成本，不用直线电机，而采用中空通冷却液、加大直径和加大导程的滚珠丝杠；日本东芝机械则采用中空通冷却液的双滚珠丝杠来增强传动刚度。但不管采用何种形式的滚珠丝杠，其最大移动速度一般不大于 50m/min，加速度最高为 0.5g1g，但是，HLLER HILLE 公司的 nbh110 高速加工中心，由于采用了“框中框”结构，使得移动部件质量较小。因此尽管用了滚珠丝杠，其X、Y、Z 轴直线速度仍可高达 75m/min，加速度达 1g。高速加工应用的另一个
4、领域是用立方氮化硼刀具进行淬硬钢的高速铣削或车削，这对模具工业非常有利。为了追求最终的高精度，一般希望在模具淬硬以后进行精加工。在以前，对付淬硬模具唯一可用的加工手段是电加工。电加工的放电烧蚀是微切屑加工，效率极低。而高速铣削淬硬钢的效率却可以高出几十倍，从而成为电加工的理想替代工艺。虽然，对那些大型模具上的深而窄的槽、小曲率半径圆弧曲面和清角等高速铣削无能为力，但可以用高速铣削进行粗、半精加工，而用电加工作最后加工，这样可大大缩短模具加工周期。对那些为数众多的异形且窄而深的槽类模具，仍只能采用电加工方法。为此，电加工永远不会被完全取代。高速铣削淬硬钢对电加工的挑战，促使电加工机床也走向“高速
5、”化。日本2Sodick 公司于 1999 年(1996 年着手研制)在世界上率先推出了直线电机取代滚珠丝杠的电火花成形机床。在 IMTS2000 上 Sodick 的电火花线切割机床和打孔机床也全部用上了直线电机。以直线运动速度为 36m/min 左右、分辨率为 1m的直线电机传动取代直线速度只有 1.3m/min 左右，分辨率为 1m 的滚珠丝杠，其传动的优越性不能直接体现在高速度上。这是由电火花机床为不断维持放电间隙的前移而又不致于短路的伺服性质所决定的。它表现为瞬时进、瞬时停、甚至瞬时后退。由于直线电机大幅度提高了传动刚进，且有高达 3000N 的直线推力，因此有可能产生瞬时高加(减)
6、速度，形成高频率瞬时的断续冲击，冲走由电蚀产生的铁屑。这样既可免除一切“冲刷”(Flushing)装置，又可一直保持最小且一致的火花间隙而达到快速的进给。从而不仅可大幅度提高效率(一般可提高 40%)、精度，改善表面粗糙度，还可以解决以往由于无法解决“冲刷”问题(如很难在微小且密集的电极上钻“冲刷”用小孔等)而不能进行电加工的问题！机床技术 10 大发展趋势1.机床的高速化 随着汽车、航空航天等工业轻合金材料的广泛应用，高速加工已成为制造技术的重要发展趋势。高速加工具有缩短加工时间、提高加工精度和表面质量等优点，在模具制造等领域的应用也日益广泛。机床的高速化需要新的数控系统、高速电主轴和高速伺
7、服进给驱动，以及机床结构的优化和轻量化。高速加工不仅是设备本身，而是机床、刀具、刀柄、夹具和数控编程技术，以及人员素质的集成。高速化的最终目的是高效化，机床仅是实现高效的关键之一，绝非全部，生产效率和效益在“刀尖“上。2.机床的精密化按照加工精度，机床可分为普通机床、精密机床和超精机床，加工精度大约每 8 年提高一倍。数控机床的定位精度即将告别微米时代而进入亚微米时代，超精密数控机床正在向纳米进军。在未来 10 年，精密化与高速化、智能化和微型化汇合而成新一代机床。机床的精密化不仅是汽车、电子、医疗器械等工业的迫切需求，还直接关系到航空航天、导弹卫星、新型武器等国防工业的现代化。3.从工序复合
8、到完整加工70 年代出现的加工中心开多工序集成之先河，现已发展到“完整加工“，即在一台机床上完成复杂零件的全部加工工序。完整加工通过工艺过程集成，一次装卡就把一个零件加工过程全部完成。由于减少装卡次数，提高了加工精度，易于保证过程的高可靠性和实现零缺陷生产。此外，完整加工缩短了加工过程链和辅助时间，减少了机床台数，简化了物料流，提高了生产设备的柔性，生产总占地面积小，使投资更加有效。4.机床的信息化机床信息化的典型案例是 mazak 410h，该机床配备有信息塔，实现了工作地的自主管理。信息塔具有语音、文本和视像等通讯功能。与生产计划调度系统联网，下载工作指令和加工程序。工件试切时，可在屏幕上
9、观察加工过程。信息塔实时反映机床工作状态和加工进度，并可以通过手机查询。信息塔同时3进行工作地数据统计分析和刀具寿命管理，以及故障报警显示、在线帮助排除。机床操作权限需经指纹确认。5.机床的智能化-测量、监控和补偿机床智能化包括在线测量、监控和补偿。数控机床的位置检测及其闭环控制就是简单的应用案例。为了进一步提高加工精度，机床的圆周运动精度和刀头点的空间位置，可以通过球杆仪和激光测量后，输入数控系统加以补偿。未来的数控机床将会配备各种微型传感器，以监控切削力、振动、热变形等所产生的误差，并自动加以补偿或调整机床工作状态，以提高机床的工作精度和稳定性6.机床的微型化随着纳米技术和微机电系统的迅速
10、进展，开发加工微型零件的机床已经提到日程上来了。微型机床同时具有高速和精密的特点，最小的微型机床可以放在掌心之中，一个微型工厂可以放在手提箱中。操作者通过手柄和监视屏幕控制整个工厂的运作。7.新的并联机构原理传统机床是按笛卡尔坐标将沿 3 个坐标轴线的移动 x、y、z 和绕 3 个坐标轴线转动 a、b、c 依次串联叠加，形成所需的刀具运动轨迹。并联运动机床是采用各种类型的杆机构在空间移转主轴部件，形成所需的刀具运动轨迹。并联运动机床具有结构简单紧凑、刚度高、动态性能好等一系列优点，应用前景广阔。8.新的工艺过程除了金属切削和锻压成形外，新的加工工艺方法和过程层出不穷，机床的概念正在变化。激光加
11、工领域日益扩大，除激光切割、激光焊接外，激光孔加工、激光三维加工、激光热处理、激光直接金属制造等应用日益广泛。电加工、超声波加工、叠层铣削、快速成型技术、三维打印技术各显神通。9.新结构和新材料机床高速化和精密化要求机床的结构简化和轻量化，以减少机床部件运动惯量对加工精度的负面影响，大幅度提高机床的动态性能。例如，借助有限元分析对机床构件进行拓扑优化，设计“箱中箱“结构，以及采用空心焊接结构或铅合金材料已经开始从实验室走向实用。10.新的设计方法和手段我国机床设计和开发手段要尽快从“甩图板“的二维 cad 向三维 cad 过渡。三维建模和仿真是现代设计的基础，是企业技术优势的源泉。在此三维设计
12、基础上进行 cad/cam/cae/pdm 的集成，加快新产品的开发速度，保证新产品的顺利投产，并逐步实现产品生命周期管理。4修理技术问题的探讨刮 研 曲面刮削的原理和平面刮削的一样，但是曲面刮削的刀具与平面刮削的刀具不同。曲面刮削使用三角刮刀或匙形刮刀，一般分修瓦口，粗刮，细刮三个步骤进行，现以对开轴承（即上下瓦）为例，为刮削方法说明如下：刮 削 表 面 的 质 量 通 常 用 2525 毫 米 面 积 内 均 布 的 显 示 点 数 来 衡 量 。 一般 连 接 面 要 求 有 5 8 点 ； 一 般 导 轨 面 要 求 有 8 16 点 ； 平 板 、 平 尺 等 检具 的 表 面 和
13、滑 动 配 合 的 精 密 导 轨 面 要 求 有 16 25 点 ； 某 些 高 精 度 测 量 工 具的 表 面 要 求 有 25 30 点 。 在 刮 削 后 的 外 露 表 面 上 ， 有 时 再 刮 一 层 整 齐 的 鱼鳞 状 花 纹 或 斜 花 纹 以 改 善 外 观 。 在 精 刨 、 精 铣 或 磨 削 后 的 精 密 滑 动 面 上 刮一 层 月 牙 花 纹 或 链 状 花 纹 ， 可 改 善 工 作 时 的 润 滑 条 件 ， 形 成 微 观 油 槽 ， 提 高耐 磨 性 。刮 削 真 正 的 作 用 是 提 高 互 动 配 合 零 件 之 间 的 配 合 精 度 和 改
14、 善 存 油 条 件 ,刮削 运 动 的 同 时 工 件 之 间 研 磨 挤 压 对 工 件 表 面 的 硬 度 有 一 定 的 提 高 ,刮 削 后 留在 工 件 表 面 的 小 坑 可 存 油 从 而 使 用 配 合 工 件 在 往 复 运 动 时 有 足 够 的 润 滑 不 致过 热 而 引 起 拉 毛 现 象 . 刮 削 一 般 平 面 时 选 用 长 条 形 的 刮 刀 ,材 料 一 般 为 弹 簧钢 (用 废 旧 轴 承 回 炉 锻 打 也 可 ),可 直 接 把 刀 头 热 处 理 后 用 于 精 刮 ,也 可 焊 上合 金 刀 片 用 于 粗 刮 . 刮 削 回 转 面 是 一
15、 般 用 三 角 刮 刀 ,材 料 一 般 为 高 碳 钢 .如刮 削 车 床 的 主 轴 铜 套 ,用 行 灯 照 明 ,用 肘 部 的 力 量 刮 削 ,用 红 丹 粉 显 点 .这 方面 任 何 机 械 也 代 替 不 了 . 刮 削 的 同 时 要 分 时 段 测 量 形 位 公 差 ,同 时 注 意 研 点要 求 ,要 接 近 公 差 标 准 是 注 意 提 高 刮 研 点 数 ,在 达 到 精 度 要 求 时 同 时 点 数 也要 达 到 检 验 要 求 才 算 成 功 刮 削 .滑动轴承在机械设备中的应用及其刮削方法各种使用滑动轴承做支承的设备概况。由于滑动轴承具有支承能力大，旋
16、转精度高、工作可靠、平稳、无噪声，润滑油膜具有吸振能力，故能承受较大的冲击载荷，使用寿命长等特点。为此高速、重载和精密机械上的主轴部件，大型电机，轧材系统变速箱、变向箱等，一般都采用滑动轴承做支承。滑动轴承刮削前，应仔细检查轴颈是否光滑，是否有锈蚀、碰伤等缺陷，如有应先设法消除；然后，检查轴颈和轴的接触情况，检查方法，在轴径上涂上薄薄一层显示剂（如红丹粉、红倩油等） ，接着将轴颈装于轴承内，用手向正反方向转动两三转，将轴取出，检查轴承上着色点的分布情况，如果着色点分布不正常或根本转不动，才能着手刮削。刮削时，应根据情况，采取先重后轻、刮重留轻、刮大留小的原则。开始几次，手可以重一些，多刮去一些
17、金属，以便较快地达到较好的接触。当接触区达到 50%时，就应该轻刮。每刮完一次，将瓦面擦净，再将显示剂涂在轴颈上校核检查，再根据接触情况进行刮削，直到符合技术要求为止。 刮削时，不仅要使接触点符合技术要求，而且还要使侧间隙和接触角达到5技术要求。一般先研接触点，同时也照顾接触角，最后再刮侧间隙。但是，接触部分与非接触部分不应有明显的界限，用手指擦抹轴承表面时，应觉察不出痕迹。轴瓦的刮削 1轴颈与轴瓦的接触角如表 1 所示。 2轴瓦上接触点数如表 2 所示。 轴瓦接触精度的要求是以 2525mm2 内的研点数而定，刮削点要求小而深，无棱角，研点分布应该根据在轴承内的工作情况合理分布，以获得良好的
18、工作效果。接触斑点可用着色法检查。 3研刮轴瓦不仅需要使接触点符合技术要求，而且还要使侧间隙达到允许的数值，侧间隙一般是顶间隙的 1/2，对某些转速高，润滑油压较低的主轴可略为放大，但不允许超过顶间隙的 2/3。同时接触角也要在规定的范围内。一般的工作方法是应该先刮接触点，同时也要照顾到接触角，最后再研刮侧间隙，必须注意接触部分与非接触部分的交界处，不应有明显的界限，应刮削成光滑过渡，如用手指擦抹轴瓦的表面时，应该感到非常光滑。 4上下瓦之间垫有垫片的轴瓦，应该上下瓦同时研刮。刮好之后再用垫片调整轴承的顶间隙。 5如果上下瓦之间没有调整垫片，上瓦的研刮就可以直接从轴承盖里取出，放在轴颈上研刮。
19、上瓦的侧间隙，接触角以及接触点应该和下瓦一样，研刮上瓦时，应先刮顶间隙，使顶间隙大致差不多时，再刮削接触角和接触点。 6滚动轴承的装配的常用方法装配滚动轴承时，严禁用手锤直接敲打（拆卸也如此） 。1.以软钢或钢制成的各种专用套等垫着，用手锤轻而均匀地敲入。对过盈量较小，精度较低的轴承，用这种方法简单易行。2.当配合过盈量较大时，可采用机械压装，在油压机或螺旋压力机上进行。3.温差装配，即用热胀冷缩原理装配，有两种装配方法。1）加热装配。即先将轴承在 80100 摄氏度油中加热，再进行装配。2）冰冷装配。即将轴承装到壳体上时，冷却轴承（即冷却被包容体） 。可用干冰冷却，或放入-4050 摄氏度的
20、工业冰箱里冷却，再进行装配。维修液压系统时的注意事项维修液压系统时，要保证系统的清洁，使之无油泥、水分、铁锈、金属屑及纤维等杂质。换油时，要彻底清洗液压系统。加入新油时，必须采取过滤措施。油箱内壁，尽量不要涂油漆，以免使油中产生沉淀物。系统中的管路应尽量短，转弯应尽量少，管道弯曲应圆滑，弯曲半径要尽量可能大。回油管一定要插入油面以下，以防飞溅泡沫，混入空气，维修安装时，要按照原理图、装配图和各类液压元件说明书进行，并应注意如下事项：1. 安装油泵传动装置时，要保证同心度的要求。采用挠性联轴节或要求同心度在 0.1 毫米以内时一般不允许用三角皮带直接带动，以防止径向力过大。2. 安装油泵和各种阀
21、时，要注意旋转方向、进油口和同油口的方向，不得装反（有些元件装反会造成事故） 。方向控制阀一般应保持轴线水平。3. 油缸的安装面和活塞杆的滑动面，要保持平行度和垂直度的要求。密封圈不要装的太紧，否则将增大阻力。液压系统调试时的压力，一般为常用工作压力的两倍，或为最大工作压力的 1.5 倍。安全阀应调在试验压力。送油时，应打开放气阀放掉空气，待空气排除干净后再行关闭，并注意打开节流阀。整个系统发现不正常响声或油路堵塞时，应停机检查。数控机床的机械故障及排除数控机床的机械机构由于其电气控制功能的增强，使得机械结构大为简化，因此机械故障则大为减少。常见的机械故障主要有以下几个方面。1.主轴部件故障
22、由于数控车床的主轴普通采用了交、直流主轴电动机或变频调速系统，因此相应主轴箱内部结构比较简单。主轴可能出现的故障部分有自动变档知足以及主轴运动保持状况等。2.进给传动故障 由于数控车床普通采用了贴塑导轨、注塑导轨或滚动导轨，所以进给传动链的故障大部分是由于运动质量下降造成的，如机械部件的定位精度下降，反向间隙过大，以及传动滚珠丝杠副支承处轴承损坏或安装不正确所引起的噪声过大等，这些故障大多与运动部件预紧量的调整、机械松动以及补偿环节调整有关。73.各级动作位置检测的限位开关压合故障 数控车床为了保证自动工作的可靠性，大量采用了位置检测用限位开关，无触电限位开关等。在机床长期使用中，运动部件的运
23、动特性，压合限位开关机械装置的可靠性及限位开关的质量特性都会产生变化并影响整机的故障率。4.配套附件的可靠性故障 数控车床的配套附件如冷却装置、动力液压缸、刀架、导轨防护罩的可靠性故障。数控车床常见机械故障排除方法序号 故障项目 检查项目 排除方法检查润滑泵（TM-1）电动润滑泵往润滑泵油箱中加入 G100导轨润滑油至油标位置检查机床导轨的润滑油管清除油管内管路堵塞物、更换压扁、破裂的油管、拧紧油管接头1机床导轨没有润滑或润滑状况不良检查润滑泵的供油量情况松开润滑泵扳手孔内的紧固螺钉、保证柱塞泵每隔 7.5min 注出0.21mL 的油液，也可用手动方式提压泵的手柄数次，疏通润滑管路2机床滚珠
24、丝杠副润滑状况不良检查十字滑板（x 轴）及 z 轴滚珠丝杠副移动十字滑板，取下导轨防护罩，改善润滑条件使其定时润滑检查机床各坐标轴与滚珠丝杠副过载离合器是否脱开取下十字滑板导轨防护罩，将同步带固定不动，再用内六角扳手插入安全离合器外表面孔中，并以与过载前驱动相同方向转动滚珠丝杠直至离合器重新结合时并听到清晰的结合声即可检查十字滑板压板是否研伤拆卸下压板，修磨调整，使压板与导轨间隙在 0.0150.02mm检查十字滑板镶条松开镶条调整螺钉，用一字旋具顺时针旋转镶条螺栓，使两个坐标轴能灵活移动，重新调整镶条使其间隙为 0.0060.010mm，然后锁紧调整螺钉3十字滑板（进给传动）x 轴、z 轴一
25、动不畅或不能移动检查十字滑板及床身导轨面是否划伤用金相砂纸或油石修磨机床导轨的划伤痕8检查十字滑板导轨刮屑板是否损坏或压入量过大更换所损坏的刮屑板，调整刮屑板与导轨的正常压入量检查十字滑板导轨润滑状况改善润滑条件，使其润滑正常（见序号 1）序号 故障项目 检查项目 排除方法检查两个坐标系滚珠丝杠副支承轴承如果轴承损坏，更换轴承轴承润滑脂耗尽 填充 NBU15 润滑脂，每个轴承填充量约为 2g4十字滑板移动时有噪声伺服电动机与滚珠丝杠副联接传动同步带过繁松开电动机安装板螺钉，适度调整同步带，然后将螺钉锁紧回转刀架在锁紧状态下发生干涉松开位于刀盘端面紧固齿盘的螺钉（共计 7 个） 、卸下刀盘端面定
26、位销孔保护螺钉（1 个） 、将刀盘转位至正确位置并用 8mm 的圆锥销（1 件随机附件）插入锥销孔校准刀盘，重新将 7 个螺钉紧固，取出定位销保存，最终装好保护螺钉。回转刀架在换位时发生干涉排除故障方法同上，同时在重新工作前还必须进一步用手动换位检查刀盘箱体内换位机构是否损坏5回转刀架在工作时发生干涉（碰撞）检查换位机构 用随机供应的金属棒、拨动已拆卸下回转刀架驱动电动机罩壳的风叶，直至刀盘无阻碍地完成9一次换位，若无法换位证明换位机构损坏，损坏的零件必须更换，需要拆下换位机构，换上新零件。完成后手动换位使刀盘进入某一工位，必须检查荧光屏上所显示的刀位号与刀盘处于工作位置的实际刀位号一致序号 故障项目 检查项目 排除方法主轴轴承预紧力过大重新预紧力矩约为 150Nm检查主轴前、后轴承是否损坏或轴承不清洁更换损坏轴承，清除赃物6主轴轴承温升过高轴承润滑脂耗尽或润滑脂填充量过多填充 NBU 润滑脂，每个轴承填充量 5g主传动同步带过松松开电动机安装螺钉、按规定张紧带、然后紧锁电动机安装螺钉、带表面有油 用汽油清洗干净，重新装复7 主轴在强力切削时丢转或停转带使用时间太久、性能太久更换新带轴承缺少润滑脂 填充 NBU15 润滑脂，脂量每个轴承约 5g主轴传动过紧 适度重新张紧传动带8主轴箱噪音传动齿轮损坏 重新更换齿轮10传动齿轮花键副松动更换花键
