第二章 数控机床机械部件的维护与维修
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第一节 机械部件维护与维修的基本知识
“看” 即要善于观察现场，具体问题具体分 析。看的内容有：查看机床转动部位及油箱 里油的颜色是否变样；看转速有无异常；看 工件；看变形，主要观察机床的传动轴、滚 珠丝杠是否变形；看直径大的带轮和齿轮的 端面是否跳动。
第二章数控机床机械部件的维护与维修
第一节 机械部件维护与维修的基本知识
第一节 机械部件维护与维修的基本知识 5）配套附件的可靠性
配套附件包括切削装置、排屑器、导轨 防护罩、切削液防护罩、主轴冷却恒温油箱 和液压油箱等。
第二章数控机床机械部件的维护与维修
第一节 机械部件维护与维修的基本知识
第一节 机械部件维护与维修的基本知识
“问” 即询问机床故障发生前后的详细情况： 机床开动时有何异常现象，何时进行过保养 检修；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；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；润滑油品牌号是否符合规定， 用量是否适当。
第二章数控机床机械部件的维护与维修
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第一节 机械部件维护与维修的基本知识
5、液压系统的检查调整 每年应定期清洗液压油过滤装置，检查
液压油的油质，液压油如果失效变质应及时 更换；检查所用液压油是否为所要求的品牌 或经验证确认可代替的品牌；每年检查并调 整一次主轴箱平衡缸的压力，使其符合要求。
第二章数控机床机械部件的维护与维修
第二章数控机床机械部件的维护与维修
第一节 机械部件维护与维修的基本知识
4、减速撞块的检查调整 维修人员还应检查机床各运动轴返回参考
原点的各减速撞块固定螺钉是否松动，如果 松动，应将其紧固。螺钉紧固后， 数控机床 的对应点可能会产生漂移，应对有关参数进 行调整，使原点恢复原位置。
第二章数控机床机械部件的维护与维修
第二章数控机床机械部件的维护与维修
第一节 机械部件维护与维修的基本知识
2、机床各运动轴传动链的检查调整 维修人员每年应对数控机床各运动轴的
传动链进行一次检查，主要检查导轨镶块的 间隙、滚珠丝杠的预紧是否合适，联轴器各 锁紧螺钉是否松动，同步齿形带是否松动或 磨损， 齿轮传动间隙是否需要调整等。同时， 还应检查主轴箱平衡块的链条是否磨损，并 对其进行润滑。
第一节 机械部件维护与维修的基本知识
6、气动系统的检查调整
气动系统一般用于主轴锥孔及刀具的清洁， 有时也用于刀具自动交换系统和工件夹具中。 气源一般通过过滤、调压、润滑三个装置后， 将干净且带有油雾的压缩空气供给机床使用。 应每天检查压缩空气的压力是否正常；过滤 器需要手动排水的，夏季应两天排一次，冬 季一周排一次；每月检查润滑器内的润滑油 是否用完，及时添加规定品牌的润滑油。
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第一节 机械部件维护与维修的基本知识
4）位置检测用行程开关压合故障 为了保证数控机床的工作可靠性，大量
采用了限制运动位置的行程开关。在机床长 期工作中，运动部件运动特性的变化、压合 行程开关的机械装置可靠性及行程开关本身 品质特性等都影响整机的故障率。
第二章数控机床机械部件的维护与维修
数控机床维修技术
第二章 数控机床机械部件的维护 与维修
第二章 数控机床机械部件的维护 与维修
第一节 机械部件维护与维修的基本知识 第二节 主轴部件的维护与维修 第三节 滚珠丝杠螺母副的维护与维修 第四节 刀库及换刀装置的维护与维修 第五节 导轨副的维护与维修 第六节 液压与气动系统的维护与维修 第七节 数控机床启、停运动故障
第二章数控机床机械部件的维护与维修
第一节 机械部件维护与维修的基本知识
一、机械部件的检查调试
数控机床的机械结构较普通机床更简单， 但其对精度、高度、热稳定性等的要求，则 比普通机床高得多。数控机床的机械部件是 指将电动机的旋转运动变为工作台的直线运 动的整个机械传动链及附属机构，包括齿轮 减速装置、滚珠丝杠副、导轨、工作台、刀 库及换刀装置、液压和气动系统等，使得数 控机床机械部件维护的面更广了。为了保证 整机的正常工作，机床本体的维护保养应引 起足够的重视。
第二章数控机床机械部件的维护与维修
第一节 机械部件维护与维修的基本知识
（1）机械部件的常见故障 机械故障是在机床运转过程中出现的，
即不是指数控设备运转不起来，而是在运转 过程中出现不正常的现象。常见的机械故障 是多种多样的，这里介绍一些具有共性的部 件故障。
第二章数控机床机械部件的维护与维修
第一节 机械部件维护与维修的基本知识
第一节 机械部件维护与维修的基本知识 “触” 即用手感来判别机床的故障，如温升、 振动、伤痕和波纹、爬行以及松紧等。轻微 的振动、肉眼看不清的伤痕和波纹凭手感即 能迅速判断。
“嗅” 即用嗅觉来诊断。由于剧烈摩擦或电 器元件绝缘破损短路，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，应用嗅觉诊断的方法效果较 好。
第一节 机械部件维护与维修的基本知识
（3）使用型故障。使用型故障主要指因使 用不当引起的故障，如由过载引起的机件损 坏、撞车等。
（4）结构型故障。结构型故障主要是指主 轴发热，主轴箱噪声大，切削时产生振动等。
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第一节 机械部件维护与维修的基本知识
2、数控机床机械故障诊断方法
由于采用电气调速，主轴箱内部结构比 较简单。可能出现故障的部分有自动拉紧刀 柄装置、自动变档装置及主轴运动精度的保 持性等。
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第一节 机械部件维护与维修的基本知识
3）自动换刀装置（ATC）的故障
自动换刀装置已在加工中心和车削中心 等数控机床上大量配置，就目前水平而言， 有50%以上的机床故障都与该装置有关。主 要表现在：刀库运动故障，定位误差过大， 机械手夹持刀柄不稳定，机械手运动误差过 大等，这些故障最后都造成换刀动作卡住， 整机停止工作。
数控机床机械故障诊断包括对机床运行 状态的监视、识别和预测三方面的内容。通 过对数控机床机械装置的某些特征参数，如 振动、温度、噪声、油液光谱等进行测定分 析，将测定值与规定正常值进行比较，以判 断机械装置的工作状态是否正常。常用的数 控机床机械故障的诊断技术分为简易诊断技 术和精密诊断技术。
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第一节 机械部件维护与维修的基本知识
（1）简易诊断技术。 简易诊断技术也称为机械检测技术，又称
为实用诊断技术，是由维修人员使用一般的 检查工具或通过问、看、听、触、嗅等对机 床进行故障诊断。简易诊断技术能快速测定 故障部位，监测劣化部位，从而选择有疑难 问题的故障进行精密诊断。
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第二章数控机床机械部件的维护与维修
第一节 机械部件维护与维修的基本知识 二、机械部件常见故障的处理
数控机床的机械故障与数控系统故障有 着内在联系，熟悉机械故障的诊断与排除方 法对数控机床的诊断与维护很有帮助。
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第一节 机械部件维护与维修的基本知识
1、数控机床机械故障类型
“听” 是指通过听觉判别机床运转是否正常。 运转正常的机床， 其声响一般具有一定的音 律和节奏，并保持持续的稳定。当出现故障 时容易出现一些异声，如摩擦声、泄露声、 冲击声和对比声。用手轻轻敲击零件来鉴别 是否有缺损，有裂纹的零件受到敲击后发出 的声音就不那么清脆。
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第一节 机械部件维护与维修的基本知识
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第一节 机械部件维护与维修的基本知识
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第一节 机械部件维护与维修的基本知识
3、机械部分常见故障的处理
在机械故障出现以前，一般通过精心维 护、保养来延长机件的寿命。当故障发生以 后，则视故障情况进行处理。如故障为一般 轻微的故障，则可通过精心调整来解决，如 调整配合间隙、液（气）动压力及流量、轴 承及滚珠丝杠的预紧力等。对于已造成损坏 或已经丧失功能的机械零部件，则要通过修 复或更换的办法来解决。
（1）功能型故障。功能型故障主要指工件 加工精度方面的故障，表现在加工精度不稳 定，加工误差大，运动方向误差大，工件表 面粗糙。
（2）动作型故障。动作型故障主要指机床 各执行部件的动作故障，如主轴不转动、液 压变速不灵活、机械手动作故障、工件或刀 具夹不紧或松不开以及刀库转位定位不准确 等。
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第一节 机械部件维护与维修的基本知识
3、各运动轴精度的检查调整
数控机床在使用一段时间后，因物理磨损 或机械变形，会使其精度发生变化，因此， 有必要对各运动轴的精度进行检查、调整。 维修人员每年应对数控机床的安装精度检测 一次，如果精度超过机床允许值，应进行调 整。或使用数控机床的参数对反向间隙、丝 杠螺距误差等进行补偿，直到精度符合要求， 并做出详细记录，存档备查。
第二章数控机床机械部件的维护与维修
数控机床机械故障主要表现为传动噪音 大、加工精度差、运动阻力大，机械部件不 动作、机械部件损坏等。润滑不良，液压、 气动系统的管路堵塞和密封不良，是机械部 分发生故障的常见原因。数控机床机械部件 的维护和保养是减少机械部分故障的重要措 施，数控机床机械部件的维修是数控机床维 修中的重要内容。
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第一节 机械部件维护与维修的基本知识
（2）精密诊断技术 精密诊断技术是根据简易诊断中提出的疑
难故障，由专职故障诊断人员利用先进手段 进行精确的定量检测分析，找出Hale Waihona Puke Baidu障位置、 原因和数据，以确定应采取的最合理的修理 方法。
一般情况下，首先应采用简易诊断技术 来诊断机床的现实状态，只有对那些在简易 诊断中提出疑难问题的机床才进行精密诊断， 这样使用两种诊断技术最为经济有效。
第一节 机械部件维护与维修的基本知识
5、液压系统的检查调整
液压传动系统在数控机床中占有很重要 的地位，加工中心的自动交换系统、托盘自 动交换系统、主轴箱的平衡、主轴箱齿轮的 变挡以及回转工作台的夹紧等一般都采用液 压系统来实现。由于液压系统工作时及机床 运动过程中的振动、液压油温度的变化，使 液压系统的压力、液压元件的工作状态、液 压油的质量特性都发生变化，从而影响机床 的工作稳定性，因此，在使用一段时间后应 对液压系统进行调整。
1）进给传动链故障。 由于普遍采用了滚动摩擦副，所以进给
传动链故障大部分是以运动品质下降表现出 了，如定位精度下降，反向间隙过大，机械 爬行，轴承噪声过大。因此，这部分修理常 与运动副预紧力、松动环节和补偿环节的调 整有关。
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第一节 机械部件维护与维修的基本知识 2）主轴部件故障
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第一节 机械部件维护与维修的基本知识
7、润滑部分的检查调整
对加工中心的自润滑单元，润滑工应每周定期 加油一次，找出耗油量的规律，发现供油量减少时 应及时通知维修人员检修。操作者应随时注意CRT 显示器上的运动轴监控画面，发现电流增大等异常 现象时，及时通知维修人员维修。维修人员每年应 进行一次润滑油分配装置的检查，发现油路堵塞或 漏油应及时疏通或修复。有的加工中心的主轴轴承 和旋转工作台的润滑也使用自动润滑单元，有的则 单独润滑，对这些润滑部位，也应注意检查调整。
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第一节 机械部件维护与维修的基本知识
5、液压系统的检查调整
应每周检查液压系统压力有无变化，如有 变化则应查明原因，并将其调整至机床所要 求的范围内；在操作过程中，应注意观察刀 具自动交换系统、托盘自动交换系统等部件 的工作是否正常，油箱内油位是否在允许的 范围内，油温是否正常，冷却风扇是否正常 运转；每月应定期清扫液压油冷却器风扇上 的尘土；
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第一节 机械部件维护与维修的基本知识
1、日常维护保养 操作者在每班加工结束后，应清扫干净
散落在工作台、导轨、防护罩等处的切屑； 在工作时注意检查排屑器是否正常，以免造 成切屑堆积，损坏防护罩，危及滚珠丝杠与 导轨的寿命；在工作结束前，应将各伺服轴 移离原点约30cm后停机。
“看” 即要善于观察现场，具体问题具体分 析。看的内容有：查看机床转动部位及油箱 里油的颜色是否变样；看转速有无异常；看 工件；看变形，主要观察机床的传动轴、滚 珠丝杠是否变形；看直径大的带轮和齿轮的 端面是否跳动。
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第一节 机械部件维护与维修的基本知识
第一节 机械部件维护与维修的基本知识 5）配套附件的可靠性
配套附件包括切削装置、排屑器、导轨 防护罩、切削液防护罩、主轴冷却恒温油箱 和液压油箱等。
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第一节 机械部件维护与维修的基本知识
第一节 机械部件维护与维修的基本知识
“问” 即询问机床故障发生前后的详细情况： 机床开动时有何异常现象，何时进行过保养 检修；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；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；润滑油品牌号是否符合规定， 用量是否适当。
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第一节 机械部件维护与维修的基本知识
5、液压系统的检查调整 每年应定期清洗液压油过滤装置，检查
液压油的油质，液压油如果失效变质应及时 更换；检查所用液压油是否为所要求的品牌 或经验证确认可代替的品牌；每年检查并调 整一次主轴箱平衡缸的压力，使其符合要求。
第二章数控机床机械部件的维护与维修
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第一节 机械部件维护与维修的基本知识
4、减速撞块的检查调整 维修人员还应检查机床各运动轴返回参考
原点的各减速撞块固定螺钉是否松动，如果 松动，应将其紧固。螺钉紧固后， 数控机床 的对应点可能会产生漂移，应对有关参数进 行调整，使原点恢复原位置。
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第一节 机械部件维护与维修的基本知识
2、机床各运动轴传动链的检查调整 维修人员每年应对数控机床各运动轴的
传动链进行一次检查，主要检查导轨镶块的 间隙、滚珠丝杠的预紧是否合适，联轴器各 锁紧螺钉是否松动，同步齿形带是否松动或 磨损， 齿轮传动间隙是否需要调整等。同时， 还应检查主轴箱平衡块的链条是否磨损，并 对其进行润滑。
第一节 机械部件维护与维修的基本知识
6、气动系统的检查调整
气动系统一般用于主轴锥孔及刀具的清洁， 有时也用于刀具自动交换系统和工件夹具中。 气源一般通过过滤、调压、润滑三个装置后， 将干净且带有油雾的压缩空气供给机床使用。 应每天检查压缩空气的压力是否正常；过滤 器需要手动排水的，夏季应两天排一次，冬 季一周排一次；每月检查润滑器内的润滑油 是否用完，及时添加规定品牌的润滑油。
第二章数控机床机械部件的维护与维修
第一节 机械部件维护与维修的基本知识
4）位置检测用行程开关压合故障 为了保证数控机床的工作可靠性，大量
采用了限制运动位置的行程开关。在机床长 期工作中，运动部件运动特性的变化、压合 行程开关的机械装置可靠性及行程开关本身 品质特性等都影响整机的故障率。
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数控机床维修技术
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第二章 数控机床机械部件的维护 与维修
第一节 机械部件维护与维修的基本知识 第二节 主轴部件的维护与维修 第三节 滚珠丝杠螺母副的维护与维修 第四节 刀库及换刀装置的维护与维修 第五节 导轨副的维护与维修 第六节 液压与气动系统的维护与维修 第七节 数控机床启、停运动故障
第二章数控机床机械部件的维护与维修
第一节 机械部件维护与维修的基本知识
一、机械部件的检查调试
数控机床的机械结构较普通机床更简单， 但其对精度、高度、热稳定性等的要求，则 比普通机床高得多。数控机床的机械部件是 指将电动机的旋转运动变为工作台的直线运 动的整个机械传动链及附属机构，包括齿轮 减速装置、滚珠丝杠副、导轨、工作台、刀 库及换刀装置、液压和气动系统等，使得数 控机床机械部件维护的面更广了。为了保证 整机的正常工作，机床本体的维护保养应引 起足够的重视。
第二章数控机床机械部件的维护与维修
第一节 机械部件维护与维修的基本知识
（1）机械部件的常见故障 机械故障是在机床运转过程中出现的，
即不是指数控设备运转不起来，而是在运转 过程中出现不正常的现象。常见的机械故障 是多种多样的，这里介绍一些具有共性的部 件故障。
第二章数控机床机械部件的维护与维修
第一节 机械部件维护与维修的基本知识
第一节 机械部件维护与维修的基本知识 “触” 即用手感来判别机床的故障，如温升、 振动、伤痕和波纹、爬行以及松紧等。轻微 的振动、肉眼看不清的伤痕和波纹凭手感即 能迅速判断。
“嗅” 即用嗅觉来诊断。由于剧烈摩擦或电 器元件绝缘破损短路，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，应用嗅觉诊断的方法效果较 好。
第一节 机械部件维护与维修的基本知识
（3）使用型故障。使用型故障主要指因使 用不当引起的故障，如由过载引起的机件损 坏、撞车等。
（4）结构型故障。结构型故障主要是指主 轴发热，主轴箱噪声大，切削时产生振动等。
第二章数控机床机械部件的维护与维修
第一节 机械部件维护与维修的基本知识
2、数控机床机械故障诊断方法
由于采用电气调速，主轴箱内部结构比 较简单。可能出现故障的部分有自动拉紧刀 柄装置、自动变档装置及主轴运动精度的保 持性等。
第二章数控机床机械部件的维护与维修
第一节 机械部件维护与维修的基本知识
3）自动换刀装置（ATC）的故障
自动换刀装置已在加工中心和车削中心 等数控机床上大量配置，就目前水平而言， 有50%以上的机床故障都与该装置有关。主 要表现在：刀库运动故障，定位误差过大， 机械手夹持刀柄不稳定，机械手运动误差过 大等，这些故障最后都造成换刀动作卡住， 整机停止工作。
数控机床机械故障诊断包括对机床运行 状态的监视、识别和预测三方面的内容。通 过对数控机床机械装置的某些特征参数，如 振动、温度、噪声、油液光谱等进行测定分 析，将测定值与规定正常值进行比较，以判 断机械装置的工作状态是否正常。常用的数 控机床机械故障的诊断技术分为简易诊断技 术和精密诊断技术。
第二章数控机床机械部件的维护与维修
第一节 机械部件维护与维修的基本知识
（1）简易诊断技术。 简易诊断技术也称为机械检测技术，又称
为实用诊断技术，是由维修人员使用一般的 检查工具或通过问、看、听、触、嗅等对机 床进行故障诊断。简易诊断技术能快速测定 故障部位，监测劣化部位，从而选择有疑难 问题的故障进行精密诊断。
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第一节 机械部件维护与维修的基本知识 二、机械部件常见故障的处理
数控机床的机械故障与数控系统故障有 着内在联系，熟悉机械故障的诊断与排除方 法对数控机床的诊断与维护很有帮助。
第二章数控机床机械部件的维护与维修
第一节 机械部件维护与维修的基本知识
1、数控机床机械故障类型
“听” 是指通过听觉判别机床运转是否正常。 运转正常的机床， 其声响一般具有一定的音 律和节奏，并保持持续的稳定。当出现故障 时容易出现一些异声，如摩擦声、泄露声、 冲击声和对比声。用手轻轻敲击零件来鉴别 是否有缺损，有裂纹的零件受到敲击后发出 的声音就不那么清脆。
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第一节 机械部件维护与维修的基本知识
3、机械部分常见故障的处理
在机械故障出现以前，一般通过精心维 护、保养来延长机件的寿命。当故障发生以 后，则视故障情况进行处理。如故障为一般 轻微的故障，则可通过精心调整来解决，如 调整配合间隙、液（气）动压力及流量、轴 承及滚珠丝杠的预紧力等。对于已造成损坏 或已经丧失功能的机械零部件，则要通过修 复或更换的办法来解决。
（1）功能型故障。功能型故障主要指工件 加工精度方面的故障，表现在加工精度不稳 定，加工误差大，运动方向误差大，工件表 面粗糙。
（2）动作型故障。动作型故障主要指机床 各执行部件的动作故障，如主轴不转动、液 压变速不灵活、机械手动作故障、工件或刀 具夹不紧或松不开以及刀库转位定位不准确 等。
第二章数控机床机械部件的维护与维修
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第一节 机械部件维护与维修的基本知识
3、各运动轴精度的检查调整
数控机床在使用一段时间后，因物理磨损 或机械变形，会使其精度发生变化，因此， 有必要对各运动轴的精度进行检查、调整。 维修人员每年应对数控机床的安装精度检测 一次，如果精度超过机床允许值，应进行调 整。或使用数控机床的参数对反向间隙、丝 杠螺距误差等进行补偿，直到精度符合要求， 并做出详细记录，存档备查。
第二章数控机床机械部件的维护与维修
数控机床机械故障主要表现为传动噪音 大、加工精度差、运动阻力大，机械部件不 动作、机械部件损坏等。润滑不良，液压、 气动系统的管路堵塞和密封不良，是机械部 分发生故障的常见原因。数控机床机械部件 的维护和保养是减少机械部分故障的重要措 施，数控机床机械部件的维修是数控机床维 修中的重要内容。
第二章数控机床机械部件的维护与维修
第一节 机械部件维护与维修的基本知识
（2）精密诊断技术 精密诊断技术是根据简易诊断中提出的疑
难故障，由专职故障诊断人员利用先进手段 进行精确的定量检测分析，找出Hale Waihona Puke Baidu障位置、 原因和数据，以确定应采取的最合理的修理 方法。
一般情况下，首先应采用简易诊断技术 来诊断机床的现实状态，只有对那些在简易 诊断中提出疑难问题的机床才进行精密诊断， 这样使用两种诊断技术最为经济有效。
第一节 机械部件维护与维修的基本知识
5、液压系统的检查调整
液压传动系统在数控机床中占有很重要 的地位，加工中心的自动交换系统、托盘自 动交换系统、主轴箱的平衡、主轴箱齿轮的 变挡以及回转工作台的夹紧等一般都采用液 压系统来实现。由于液压系统工作时及机床 运动过程中的振动、液压油温度的变化，使 液压系统的压力、液压元件的工作状态、液 压油的质量特性都发生变化，从而影响机床 的工作稳定性，因此，在使用一段时间后应 对液压系统进行调整。
1）进给传动链故障。 由于普遍采用了滚动摩擦副，所以进给
传动链故障大部分是以运动品质下降表现出 了，如定位精度下降，反向间隙过大，机械 爬行，轴承噪声过大。因此，这部分修理常 与运动副预紧力、松动环节和补偿环节的调 整有关。
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第一节 机械部件维护与维修的基本知识 2）主轴部件故障
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第一节 机械部件维护与维修的基本知识
7、润滑部分的检查调整
对加工中心的自润滑单元，润滑工应每周定期 加油一次，找出耗油量的规律，发现供油量减少时 应及时通知维修人员检修。操作者应随时注意CRT 显示器上的运动轴监控画面，发现电流增大等异常 现象时，及时通知维修人员维修。维修人员每年应 进行一次润滑油分配装置的检查，发现油路堵塞或 漏油应及时疏通或修复。有的加工中心的主轴轴承 和旋转工作台的润滑也使用自动润滑单元，有的则 单独润滑，对这些润滑部位，也应注意检查调整。
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5、液压系统的检查调整
应每周检查液压系统压力有无变化，如有 变化则应查明原因，并将其调整至机床所要 求的范围内；在操作过程中，应注意观察刀 具自动交换系统、托盘自动交换系统等部件 的工作是否正常，油箱内油位是否在允许的 范围内，油温是否正常，冷却风扇是否正常 运转；每月应定期清扫液压油冷却器风扇上 的尘土；
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第一节 机械部件维护与维修的基本知识
1、日常维护保养 操作者在每班加工结束后，应清扫干净
散落在工作台、导轨、防护罩等处的切屑； 在工作时注意检查排屑器是否正常，以免造 成切屑堆积，损坏防护罩，危及滚珠丝杠与 导轨的寿命；在工作结束前，应将各伺服轴 移离原点约30cm后停机。