数控车床的机械机构与保养探讨

宋润博

（大庆石油管理局有限公司装备制造分公司抽油机制造分公司乘风总装厂，黑龙江 大庆 163000）

1 数控车床的结构分析

1.1 刀架系统

在数控机床当中，数控车床属于其中的一个分支，由于数控车床的品种很多，适应能力较强，加工的精度和质量比较高，并且生产效率高，属于一机多用的高效机床。对于数控车床的结构而言，最为核心的配套件则是刀架系统，根据换刀方式的不同，可以将刀架系统分为很多种类，不但包含了排式刀架、回转刀架，还有带刀库的自动换刀装置等形式；以功能为分类标准，刀架分为普通型与全功能型，其中，全功能型不仅具有双向回转的功能，而且有任意就近选刀的功能，所以全功能型刀架有一定的优势，能够缩短刀架换刀的时间，较大的提升了数控车床的加工效率，全功能刀架得到了广泛的运用。以刀架的分度为出发点，对元件进行定位，主要分成双齿盘与三齿盘两类，对于三齿盘刀架来讲，在刀架转位过程中，刀盘不用抬起，就能够实现转位刹紧的效果。同时，三齿盘刀架的自身防护性能很强，所以其成为了选刀的首选。当前，在行业中，应用最为广泛的是三齿盘式不抬起式刀架。再根据分度转位、刀盘的松开和夹紧定位的驱动方式，又将刀架分成电动与液压两种，因为有液压并不需要配套的液压系统，因而其得到了广泛的应用。刀架系统具有其作用，可以实现刀盘的自动转换，并且具有定位和刀具装夹的功能，在一次装夹之后，实现自动完成数控机床所完成的一系列常规加工工序。

1.2 主传动系统

在数控车床的主传动方面，采取的是直主轴调速电动机，因为电动机的调速范围比较大，而且能够进行无极调速，使得主轴的结构更加简化。通常情况下，机床主传动系统主要分为两类，分别是无级变速传动与变速传动。如果是普通机床，重点采用分级变速传输，在相关范围内，离散地分布了有限级数的转速，并且在变换转速期间，应该先停车，实施手动转速，再启动，但性能较低。数控车床的主传动系统则采取无级变速，借助于变频调速技术，对信号进行控制转变转速，因为低速的性能好，功率恒定，所以实际应用范围较广。

1.3 进给传动系统

从数控车床的进给传动系统方面看，采取的是进给伺服系统，伺服电机包括交流伺服电机与直流伺服电机，根据控制方式不同，主要涉及闭环系统与开环系统。伺服控制最为主要的目的是实现对刀具位置和机床工作台的控制，在数控车床加工过程中，进给传动系统起到了对刀具的横纵向进给运动的作用，在工作时消耗的动力比较小，所以速度低。

1.4 工件的装夹系统

在数控机床上安装了工件装夹系统，用于装夹工件，工件装夹装置起到了定位的作用，确保工件对于刀具与机床处于比较准确的位置。工件装夹系统包括了专用夹具和通用夹具等类型，其中，通用夹被广泛应用于单件小批量生产，专用夹具则用于大批量生产，应结合具体的情况选择合理类型的工件装夹系统。

1.5 输入、输出控制

输入、输出系统对加工程序处理之后，所输出的控制信号，不仅针对进给运动轨迹实施连续的控制，而且对刀具自动变换、主轴变频和润滑装置的启停等进行控制，从而保证加工的质量。

2 对数控车床的机械机构进行保养的措施

2.1 操作中的维护

在数控车床实际运行过程中，操作人员应该对数控车床的各个部位予以深刻的了解，掌握不同部分的使用环境以及加工条件等，使得数控车床发生故障的几率下降。因此，在对数控车床的机械结构进行保养期间，操作人员应该严格按照使用说明书操作车床。同时，维修人员根据维修规范对数控车床进行维修，从而保证数控车床的机械结构得到有效的保养。

2.2 规范的使用数控车床

由于数控车床属于比较精密的设备，为了延长机床的使用寿命，应该对机械机构保养工作予以高度重视。在对数控车床的机械机构实施保养过程中，应该规范的使用数控车床。室内的工作环境温度保持在20℃，防止照射与辐射。在使用数控机床时，必须保证电源电压的稳定性，波动的范围在10%～15%范围内，确保数控车床在实际工作时具有稳定性。同时，定期检查数控车床。数控车床经过长期的使用，常常存在零部件损坏的现象，为了避免事故的发生，应该加强对其的日常维护保养。在通电之前，工作人员要对保护接地线予以全面检查，确保数控车床在使用过程中具有安全性。此外，检查连接件和其他工作软件是否正常连接，并且检查交流电源的规格能否和CNC装置相符，如果发现问题，应该立即处理。当数控机床通电后，对CNC装置、直流电源等进行检查，重点检查相关参数是否正常，当确认无误之后，才能使得CNC装置正常运行。

2.3 对电气部分和伺服电动机的维护

根据有关规定，数控车床操作人员必须每天检查空调和冷却风扇的运行状况，检查电气部分是否存在接触不良以及短路，或者是线路老化等故障，降低事故的发生几率。在使用期间，尽量少开电气控制的柜门，操作人员还要在每月清扫电气控制柜的防尘滤网，减少由于日常维护不合理导致机械故障的几率。在对数控车床进给伺服电动机进行维护过程中，需要针对电枢整流子与电刷予以保养、维护，若电刷磨损比较严重，应该更换与其规格相同的电刷，并及时清扫电枢整流子，避免出现短路的现象。

2.4 定期清理散热通风系统

对于数控车床而言，其与电子技术和自动技术等有机的整合在一起，所以属于比较精密的设备。为了延长数控车床的使用寿命，提高机械零部件加工的精度与质量，应该对散热通风系统予以保养，工作人员定期清理散热通风系统。根据有关要求，数控车床工作环境的温度应该保持在20℃上下，因而对及时的对数控车床实施清理散热通风系统显得尤为重要，如果数控装置内部的温度比较高，容易产生过热报警的现象。为了防止该现象发生，必须认真做好定期清理散热通风系统的工作，从而增强数控车床的性能。

2.5 对润滑部分的保养和维护

润滑分配装置是数控车床的组成部分，为了保证数控车床能够稳定的运行，应该对润滑部分保养和维护。维护人员每年都要对润滑油分配装置进行检查，对于各个润滑部分，均定期对其加油，继而减轻机器的损耗。但在加入润滑油时，一定确保润滑油的清洁性，在往底座加润滑油时，润滑油要加到油标的最高线，从而确保数控车床能够稳定的运行。总而言之，在数控车床工作过程中，常常受到诸多因素的影响，继而出现各种故障，极大的影响了车床的性能，也降低了加工的精度与质量。因此，必须对数控车床的机械结构进行保养，从而最大程度的降低数控车床的故障的发生几率，促进行业的发展。

3 加强对数控车床故障的诊断与维修

3.1 检查和维修主轴伺服系统故障

在对主轴伺服系统故障进行判断与维修时，当卧车数控车床的主轴处于停车状态时，很有可能出现异响，然而并不能判断主轴伺服系统保险被烧坏，维修人员需要调整数控车床系统的参数，根据有关操作说明进行操作，规定线时间是15秒，但故障时调整为10秒。针对此情况应该增加益电位器，将线时间调整为15秒，并且调小增益，从而确保主轴伺服系统故障得到有效的处理。

3.2 数控车床PLC初始故障的诊断和维修

当数控车床发生故障时，PLC具备显示与检测机床故障的功能，如果数控车床发生了故障，应该根据PLC显示的故障信号与类别加以维护。在数控加工期间，一旦同时发生了多个故障时，需要排除初始故障，对数控车床的液压控制部分予以检查，再进一步分析和判断换刀过程或者是其他环节存在故障，当故障诊断工作比较精确时，才有利于解决数控车床在使用时存在的故障 。

4 结语

在科学技术水平逐渐提高的背景下，制造行业已经向现代化和科技化的方向发展，尤其是在机械加工领域，机械加工设备的技术性能得到了提升。在当代的机械制造行业中，数控车床是比较典型的机电一体化产品，其具有高柔性、高精度和高效率等特点，并且控制系统更为复杂，因为技术含量比较高，所以其属于精密设备。在实际运用数控车床过程中，应该强化对机械机构的保养，通过加大保养工作力度，确保数控车床的机械结构具有稳定性，能够有效的运行，从而保证所加工的机械零件符合相关标准。