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機床
概述
機床（英文名稱：machine tool）是指制造機器的機器，亦稱工作母機或工具機，習(xí)慣上簡稱機床。一般分為金屬切削機床、鍛壓機床和木工機床等?，F(xiàn)代機械制造中加工機械零件的方法很多：除切削加工外，還有鑄造、鍛造、焊接、沖壓、擠壓等，但凡屬精度要求較高和表面粗糙度要求較細(xì)的零件，一般都需在機床上用切削的方法進(jìn)行最終加工。機床在國民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的建設(shè)中起著重大作用。
機床是一切機器的母機，是裝備制造業(yè)的龍頭，是機械工業(yè)的基礎(chǔ)。機床作為裝備產(chǎn)業(yè)中最為典型、最為基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)被譽為“裝備工業(yè)中的裝備工業(yè)”，是支撐裝備制造業(yè)發(fā)展的最重要的基礎(chǔ)性和支柱性行業(yè)，對國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防安全都有著極其重要的戰(zhàn)略意義。
機床是機械工業(yè)的基本生產(chǎn)設(shè)備，它的品種、質(zhì)量和加工效率直接影響著其他機械產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益。因此，機床工業(yè)的現(xiàn)代化水平和規(guī)模，以及所擁有機床的數(shù)量和質(zhì)量是一個國家工業(yè)發(fā)達(dá)程度的重要標(biāo)志之一。
各類機床通常由下列基本部分組成：支承部件，用于安裝和支承其他部件和工件，承受其重量和切削力，如床身和立柱等；變速機構(gòu)，用于改變主運動的速度；進(jìn)給機構(gòu)，用于改變進(jìn)給量；主軸箱用以安裝機床主軸；刀架、刀庫；控制和操縱系統(tǒng)；潤滑系統(tǒng)；冷卻系統(tǒng)。
機床附屬裝置包括機床上下料裝置、機械手、工業(yè)機器人等機床附加裝置，以及卡盤、吸盤彈簧夾頭、虎鉗、回轉(zhuǎn)工作臺和分度頭等機床附件。
工作原理
金屬切削機床，主要用于對金屬進(jìn)行切削加工；金屬切削機床是指車床，銑床，刨床，磨床，鏜床，鉆床等。這類機床主要是通過各自配套的刀具對金屬進(jìn)行加工從而得到你想要的幾何形狀。金屬成形機床是指折彎機，剪板機，沖床及鍛壓機床，這類機床主要是通過其配套的模具對金屬施加強大作用力使其發(fā)生物理變形從而得到你想要的幾何形狀。木工機床，用于對木材進(jìn)行切削加工；特種加工機床，采用物理、化學(xué)等方法對工件進(jìn)行特種加工。
應(yīng)用
金屬切削機床，主要用于對金屬進(jìn)行切削加工；金屬切削機床是指車床，銑床，刨床，磨床，鏜床，鉆床等。這類機床主要是通過各自配套的刀具對金屬進(jìn)行加工從而得到你想要的幾何形狀。金屬成形機床是指折彎機，剪板機，沖床及鍛壓機床，這類機床主要是通過其配套的模具對金屬施加強大作用力使其發(fā)生物理變形從而得到你想要的幾何形狀。木工機床，用于對木材進(jìn)行切削加工；特種加工機床，采用物理、化學(xué)等方法對工件進(jìn)行特種加工。
分類
機床一般分為金屬切削機床、鍛壓機床和木工機床、特種機床等。
鍛壓機床是金屬和機械冷加工用的設(shè)備，他只改變金屬的外形狀。鍛壓機床包括卷板機，剪板機，沖床，壓力機，液壓機，油壓機，折彎機等。
機床附件的種類有很多，包括柔性風(fēng)琴式防護(hù)罩（皮老虎）、刀具刀片、鋼板不銹鋼導(dǎo)軌護(hù)罩、伸縮式絲杠護(hù)罩、卷簾防護(hù)罩、防護(hù)裙簾、防塵折布、鋼制拖鏈、工程塑料拖鏈、機床工作燈、機床墊鐵、JR-2型矩形金屬軟管、DGT導(dǎo)管防護(hù)套、可調(diào)塑料冷卻管、吸塵管、通風(fēng)管、防爆管、行程槽板、撞塊、排屑機、偏擺儀、平臺花崗石平板鑄鐵平板及各種操作件等。
選型指南
1、1機床選擇原則
選擇加工機床，首先要保證加工零件的技術(shù)要求，能夠加工出合格的零件。其次是要有利于提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。還應(yīng)依據(jù)加工零件的材料狀態(tài)、技術(shù)要求和工藝復(fù)雜程度，選用適宜、經(jīng)濟(jì)的機床。
2、2根據(jù)被加工零件選擇加工設(shè)備
選擇加工設(shè)備時，首先應(yīng)根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求確定選用具有哪種功能的機床，即確定機床類型，然后還應(yīng)根據(jù)零件加工要求考慮以下幾個方面的具體問題：
(1)機床主要規(guī)格的尺寸應(yīng)與工件的輪廓尺寸相適應(yīng)。即小的工件應(yīng)當(dāng)選擇小規(guī)格的機床加工，而大的工件則選擇大規(guī)格的機床加工，做到設(shè)備的合理使用。
(2) 機床的工作精度與工序要求的加工精度相適應(yīng)。根據(jù)零件的加工精度要求選擇機床，如精度要求低的粗加工工序, 應(yīng)選擇精度低的機床，精度要求髙的精加工工序，應(yīng)選用精度髙的機床。
(3) 機床的生產(chǎn)率應(yīng)與加工零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。單件小批生產(chǎn)選擇通用設(shè)備，大批大量生產(chǎn)選擇高生產(chǎn)率專用設(shè)備。
(4) 機床的功率與剛度以及機動范圍應(yīng)與工序的性質(zhì)和最合適的切削用量相適應(yīng)。如粗加工工序去除的毛坯余量大，切削余量選得大，就要求機床有大的功率和較好的剛度。
(5) 裝夾方便、夾具結(jié)構(gòu)簡單也是選擇機床時需要考慮的一個因素。例如：選擇采用臥式銑床，還是選擇立式銑床，將直接影響所選擇的夾具的結(jié)構(gòu)和加工的可靠性。
(6) 機床選擇還應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場的實際情況。例如現(xiàn)有設(shè)備的類型、規(guī)格、實際精度、負(fù)荷情況以及操作者的技術(shù)水平等。
維護(hù)保養(yǎng)
為了使機床保持良好的運行狀態(tài)，防止或減少事故的發(fā)生，把故障消滅在萌芽之中，除了發(fā)生故障應(yīng)及時修理外，對機床應(yīng)進(jìn)行定期檢查，經(jīng)常性的維護(hù)與保養(yǎng)。堅持貫徹“預(yù)防為主”和“維護(hù)與檢修相結(jié)合”的原則，做到正確使用、精心維護(hù)，使機床經(jīng)常處于良好狀態(tài)，以保證長周期、安全穩(wěn)定運行：
1.禁止機床運轉(zhuǎn)時變速，以免損壞機器的齒輪。
2.過重的工作物，不要夾在工具上過夜。
3.尺寸較大、形狀復(fù)雜而裝夾面積又小的工作物在效正時，應(yīng)預(yù)先在機床面上安裝木墊，以防工件落下時損壞床面。
4.禁止忽然開倒車，以免損壞機床零件。
5.工具、刀具及工作物不能直接放在機床的導(dǎo)軌上，以免把機床導(dǎo)軌碰壞、產(chǎn)生咬壞導(dǎo)軌的嚴(yán)重后果。
6.每天下班前一刻鐘，必須做好機床的清潔保養(yǎng)工作，嚴(yán)防碎屑和雜質(zhì)進(jìn)入機床的導(dǎo)軌發(fā)動面，把導(dǎo)軌咬壞。機床使用后應(yīng)把導(dǎo)軌上的冷卻潤滑油檫干凈并加機油潤滑保養(yǎng)；每周二下班前半小時，必順做好機床的周例保工作。
7.各類機器（機床）定機、定人。非規(guī)定操作人員，未經(jīng)班長安排和機床保養(yǎng)人員的同意不準(zhǔn)隨便開動機床。
8、各類機器（機床）的維護(hù)保養(yǎng)具體按該機器（機床）的維護(hù)保養(yǎng)規(guī)范（指導(dǎo)書）進(jìn)行。
9、各類機器（機床）的維護(hù)保養(yǎng)工作由設(shè)備主管負(fù)責(zé)，班長負(fù)責(zé)執(zhí)行。
注意事項
操作者必須經(jīng)過考試合格，持有本機床的《設(shè)備操作證》方可操作本機床。
工作前
1、仔細(xì)閱讀交接班記錄，了解上一班機床的運轉(zhuǎn)情況和存在問題；
2、檢查機床、工作臺、導(dǎo)軌以及各主要滑動面，如有障礙物、工具、鐵屑、雜質(zhì)等，必須清理、擦拭干凈、上油；
3、檢查工作臺，導(dǎo)軌及主要滑動面有無新的拉、研、碰傷，如有應(yīng)通知班組長或設(shè)備員一起查看，并作好記錄；
4、檢查安全防護(hù)、制動（止動）、限位和換向等裝置應(yīng)齊全完好；
5、檢查機械、液壓、氣動等操作手柄、伐門、開關(guān)等應(yīng)處于非工作的位置上；
6、檢查各刀架應(yīng)處于非工作位置；
7、檢查電器配電箱應(yīng)關(guān)閉牢靠，電氣接地良好；
8、檢查潤滑系統(tǒng)儲油部位的油量應(yīng)符合規(guī)定，封閉良好。油標(biāo)、油窗、油杯、油嘴、油線、油氈、油管和分油器等應(yīng)齊全完好，安裝正確。按潤滑指示圖表規(guī)定作人工加油或機動（手位）泵打油，查看油窗是否來油；
9、停車一個班以上的機床，應(yīng)按說明書規(guī)定及液體靜壓裝置使用規(guī)定（詳見附錄Ⅰ）的開車程序和要求作空動轉(zhuǎn)試車3~5分鐘。
檢查：
1）操縱手柄、伐門、開關(guān)等是否靈活、準(zhǔn)確、可靠。
2）安全防護(hù)、制動（止動）、聯(lián)鎖、夾緊機構(gòu)等裝置是否起作用。
3）校對機構(gòu)運動是否有足夠行程，調(diào)正并固定限位、定程擋鐵和換向碰塊等。
4）由機動泵或手拉泵潤滑部位是否有油，潤滑是否良好。
5）機械、液壓、靜壓、氣動、靠模、仿形等裝置的動作、工作循環(huán)、溫升、聲音等是否正常。壓力（液壓、氣壓）是否符合規(guī)定。確認(rèn)一切正常后，方可開始工作。
凡連班交接班的設(shè)備，交接班人應(yīng)一起按上述（9條）規(guī)定進(jìn)行檢查，待交接班清楚后，交班人方可離去。凡隔班接班的設(shè)備，如發(fā)現(xiàn)上一班有嚴(yán)重違犯操作規(guī)程現(xiàn)象，必須通知班組長或設(shè)備員一起查看，并作好記錄，否則按本班違犯操作規(guī)程處理。
在設(shè)備檢修或調(diào)整之后，也必須按上述（9條）規(guī)定詳細(xì)檢查設(shè)備，認(rèn)為一切無誤后方可開始工作。
工作中
1、堅守崗位，精心操作，不做與工作無關(guān)的事。因事離開機床時要停車，關(guān)閉電源、氣源；
2、按工藝規(guī)定進(jìn)行加工。不準(zhǔn)任意加大進(jìn)刀量、磨削量和切（磨）削速度。不準(zhǔn)超規(guī)范、超負(fù)荷、超重量使用機床。不準(zhǔn)精機粗用和大機小用；
3、刀具、工件應(yīng)裝夾正確、緊固牢靠。裝卸時不得碰傷機床。找正刀具、工件不準(zhǔn)重錘敲打。不準(zhǔn)用加長搬手柄增加力矩的方法緊固刀具、 工件；
4、不準(zhǔn)在機床主軸錐孔、尾座套筒錐孔及其他工具安裝孔內(nèi)，安裝與其錐度或孔徑不符、表面有刻痕和不清潔的頂針、刀具、刀套等；
5、傳動及進(jìn)給機構(gòu)的機械變速、刀具與工件的裝夾、調(diào)正以及工件的工序間的人工測量等均應(yīng)在切削、磨削終止，刀具、磨具退離工件后停車進(jìn)行；
6、應(yīng)保持刀具、磨具的鋒利，如變鈍或崩裂應(yīng)及時磨鋒或更換；
7、切削、磨削中，刀具、磨具未離開工件，不準(zhǔn)停車；
8、不準(zhǔn)擅自拆卸機床上的安全防護(hù)裝置，缺少安全防護(hù)裝置的機床不準(zhǔn)工作；
9、液壓系統(tǒng)除節(jié)流伐外其他液壓伐不準(zhǔn)私自調(diào)整；
10、機床上特別是導(dǎo)軌面和工作臺面，不準(zhǔn)直接放置工具，工件及其他雜物；
11、經(jīng)常清除機床上的鐵屑、油污，保持導(dǎo)軌面、滑動面、轉(zhuǎn)動面、定位基準(zhǔn)面和工作臺面清潔；
12、密切注意機床運轉(zhuǎn)情況，潤滑情況，如發(fā)現(xiàn)動作失靈、震動、發(fā)熱、爬行、噪音、異味、碰傷等異常現(xiàn)象，應(yīng)立即停車檢查，排除故障后，方可繼續(xù)工作；
13、機床發(fā)生事故時應(yīng)立即按總停按鈕，保持事故現(xiàn)場，報告有關(guān)部門分析處理；
14、不準(zhǔn)在機床上焊接和補焊工件。
工作后
1、將機械、液壓、氣動等操作手柄、伐門、開關(guān)等板到非工作位置上；
2、停止機床運轉(zhuǎn)，切斷電源、氣源；
3、清除鐵屑，清掃工作現(xiàn)場，認(rèn)真擦凈機床。導(dǎo)軌面、轉(zhuǎn)動及滑動面、定位基準(zhǔn)面、工作臺面等處加油保養(yǎng)；
4、認(rèn)真將班中發(fā)現(xiàn)的機床問題，填到交接班記錄本上，做好交班工作。
故障排除
數(shù)控機床電氣故障診斷有故障檢測、故障判斷及隔離和故障定位三個階段。第一階段的故障檢測就是對數(shù)控機床進(jìn)行測試，判斷是否存在故障；第二階段是判定故障性質(zhì)，并分離出故障的部件或模塊；第三階段是將故障定位到可以更換的模塊或印制線路板，以縮短修理時間。為了及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，快速確定故障所在部位并能及時排除，要求故障診斷應(yīng)盡可能少且簡便，故障診斷所需的時間應(yīng)盡可能短。為此，可以采用以下的診斷方法：
1、直觀法
利用感覺器官，注意發(fā)生故障時的各種現(xiàn)象，如故障時有無火花、亮光產(chǎn)生，有無異常響聲、何處異常發(fā)熱及有無焦煳味等。仔細(xì)觀察可能發(fā)生故障的每塊印制線路板的表面狀況，有無燒毀和損傷痕跡，以進(jìn)一步縮小檢查范圍，這是一種最基本、最常用的方法。
CNC系統(tǒng)的自診斷功能
依靠CNC 系統(tǒng)快速處理數(shù)據(jù)的能力，對出錯部位進(jìn)行多路、快速的信號采集和處理，然后由診斷程序進(jìn)行邏輯分析判斷，以確定系統(tǒng)是否存在故障，及時對故障進(jìn)行定位?，F(xiàn)代CNC系統(tǒng)自診斷功能可以分為以下兩類：
（1） 開機自診斷開機自診斷是指從每次通電開始至進(jìn)入正常的運行準(zhǔn)備狀態(tài)為止，系統(tǒng)內(nèi)部的診斷程序自動執(zhí)行對CPU、存儲器、總線、I/O單元等模塊、印制線路板、CRT單元、光電閱讀機及軟盤驅(qū)動器等設(shè)備運行前的功能測試，確認(rèn)系統(tǒng)的主要硬件是否可以正常工作。
（2） 故障信息提示當(dāng)機床運行中發(fā)生故障時，在CRT顯示器上會顯示編號和內(nèi)容。根據(jù)提示，查閱有關(guān)維修手冊，確認(rèn)引起故障的原因及排除方法。一般來說，數(shù)控機床診斷功能提示的故障信息越豐富，越能給故障診斷帶來方便。但要注意的是，有些故障根據(jù)故障內(nèi)容提示和查閱手冊可直接確認(rèn)故障原因；而有些故障的真正原因與故障內(nèi)容提示不相符，或一個故障顯示有多個故障原因，這就要求維修人員必須找出它們之間的內(nèi)在聯(lián)系，間接地確認(rèn)故障原因。
數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢查
CNC系統(tǒng)的自診斷不但能在CRT顯示器上顯示故障報警信息，而且能以多頁的“診斷地址”和“診斷數(shù)據(jù)”的形式提供機床參數(shù)和狀態(tài)信息，常見的數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢查有參數(shù)檢查和接口檢查兩種。
（1） 參數(shù)檢查數(shù)控機床的機床數(shù)據(jù)是經(jīng)過一系列試驗和調(diào)整而獲得的重要參數(shù)，是機床正常運行的保證。這些數(shù)據(jù)包括增益、加速度、輪廓監(jiān)控允差、反向間隙補償值和絲杠螺距補償值等。當(dāng)受到外部干擾時，會使數(shù)據(jù)丟失或發(fā)生混亂，機床不能正常工作。
（2） 接口檢查CNC系統(tǒng)與機床之間的輸入/輸出接口信號包括CNC系統(tǒng)與PLC、PLC與機床之間接口輸入/輸出信號。數(shù)控系統(tǒng)的輸入/輸出接口診斷能將所有開關(guān)量信號的狀態(tài)顯示在CRT顯示器上，用“1”或“0”表示信號的有無，利用狀態(tài)顯示可以檢查CNC系統(tǒng)是否已將信號輸出到機床側(cè)，機床側(cè)的開關(guān)量等信號是否已輸入到CNC系統(tǒng)，從而可將故障定位在機床側(cè)或是在CNC系統(tǒng)。
報警指示燈顯示故障
現(xiàn)代數(shù)控機床的CNC系統(tǒng)內(nèi)部，除了上述的自診斷功能和狀態(tài)顯示等“軟件”報警外，還有許多“硬件”報警指示燈，它們分布在電源、伺服驅(qū)動和輸入/輸出等裝置上，根據(jù)這些指示可判斷故障的原因。
2、備板置換法
利用備用的電路板來替換有故障疑點的模板，是一種快速而簡便的判斷故障原因的方法，常用于CNC系統(tǒng)的功能模塊，如CRT模塊、存儲器模塊等。需要注意的是，備板置換前，應(yīng)檢查有關(guān)電路，以免由于短路而造成好板損壞，同時，還應(yīng)檢查試驗板上的選擇開關(guān)和跨接線是否與原模板一致，有些模板還要注意模板上電位器的調(diào)整。置換存儲器板后，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的要求，對存儲器進(jìn)行初始化操作，否則系統(tǒng)仍不能正常工作。
3、交換法
在數(shù)控機床中，常有功能相同的模塊或單元，將相同模塊或單元互相交換，觀察故障轉(zhuǎn)移的情況，就能快速確定故障的部位。這種方法常用于伺服進(jìn)給驅(qū)動裝置的故障檢查，也可用于CNC系統(tǒng)內(nèi)相同模塊的互換。
4、敲擊法
CNC系統(tǒng)由各種電路板組成，每塊電路板上會有很多焊點，任何虛焊或接觸不良都可能出現(xiàn)故障。用絕緣物輕輕敲打有故障疑點的電路板、接插件或電器元件時，若故障出現(xiàn)，則故障很可能就在敲擊的部位。
5、測量比較法
為檢測方便，模塊或單元上設(shè)有檢測端子，利用萬用表、示波器等儀器儀表，通過這些端子檢測到的電平或波形，將正常值與故障時的值相比較，可以分析出故障的原因及故障的所在位置。由于數(shù)控機床具有綜合性和復(fù)雜性的特點，引起故障的因素是多方面的。上述故障診斷方法有時要幾種同時應(yīng)用，對故障進(jìn)行綜合分析，快速診斷出故障的部位，從而排除故障。同時，有些故障現(xiàn)象是電氣方面的，但引起的原因是機械方面的；反之，也可能故障現(xiàn)象是機械方面的，但引起的原因是電氣方面的；或者二者兼而有之。因此，對它的故障診斷往往不能單純地歸因于電氣方面或機械方面，而必須加以綜合，全方位地進(jìn)行考慮。
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