数控车床常见问题及解决方案的探索与研究

数控车床常见问题及解决方案的探索与研究

吴海鹏，邢小强，龙邵安，尚耀龙

中航西安飞机工业集团股份有限公司  陕西省西安市  710089

摘要：数控技术是现代制造业实现自动化、智能化的关键技术之一。数控技术通过对机床等设备的程序化控制，不仅可以极大提高加工的精度和重复性，还使单件和小批量生产成为可能，提供了更大的加工灵活性。数控车床具备高精度的加工技术，作为新时代的产物，在现代加工中的地位越来越突出，使用的频率也越来越高。在高频繁使用中不可避免地会出现各种各样故障，设备故障出现后如果无法及时排除，不仅会严重影响零件的加工精度，甚至造成事故。因此，数控车床故障分析、预防措施及排除方法具有重要的意义。

关键词：数控车床；问题；解决方案

引言

当前，随着制造业的进一步发展，机械零件的精密度和复杂度均进一步提升，其对于数控机床机械加工效率的要求也随之提高。为实现上述提高目标，针对数控机床机械加工参数的合理选择和优化成为重要研究方向，研究人员对此也进行了大量的研究。但从整体角度来看，其仿真分析和计算等环节均较为繁琐，带来的成本居高不下而影响了实用性。针对上述局限问题，则需要进一步优化探究，以期得到兼顾效率和质量的加工效率提高方法。

1数控技术在机床上的应用

在机械制造业中，数控车床和数控铣床各自扮演着非常关键的角色，特别是在精密零件制造和大规模生产环境下。这两种机床的技术特点和应用范围有显著的不同，这些差异会影响选择加工设备时的决策。数控车床在旋转切削加工方面表现卓越，特别是在处理长轴、复杂轴承或精密发动机部件等需求中。它通过高速旋转的工件和精确控制的刀具运动，实现了极高的加工精度和表面质量。不仅如此，数控车床因为其相对较高的切削速度和效率，在大规模生产环境中具有明显的优势。与之相比，数控铣床则在处理更为复杂和多样的非旋转零件方面拥有广泛的应用。它特别适用于加工具有复杂几何形状、精细切割线或需要多轴联动的零件。数控铣床不仅可进行多面加工，而且在多轴版本中，甚至能在一个设置中完成多个角度和方向的加工，这大大增加了其生产效率和灵活性。特别是在制造复杂的曲面或者进行五轴联动加工时，数控铣床凭借其高度的自由度和精度，成为不可或缺的设备。综上所述，根据不同的生产需求和零件特性，数控车床和数控铣床各有其不可替代的角色。数控车床更适用于高精度的旋转零件加工，而数控铣床则是在面对几何复杂或需要多面、多角度加工的零件时的首选。

2机械数控车床的影响因素

2.1程序编写问题

程序编写处在数控加工活动的前端环节，计算机程序编制情况会影响机械运行效率，优化后的程序能够减少人工调试的时间，避免出现空刀的情况，减少刀具的磨损，提高机械设备和各类工具的使用寿命，从而全面发挥数控机器的性能。但是，在机械数控加工生产的过程中，机床运行程序编写不合理的问题屡有发生，不但引发机床设备的故障，还增加机床调试的时间，降低整体运行的效率。

2.2操刀问题

在数控加工设备运转的过程中，合理规划操刀路线，设计最大的切换数值，能够提升机床设备运行效率，并降低设备切换的时间成本，使系统处在高效运转状态中，完成生产加工任务。但是，在具体生产制造过程中，相关部门没有制订相应的设备操作流程，忽视对操作人员专业化培训。同时，缺少定期的检查和监管，导致工作人员不规范的操作行为，容易引发人为操作上的问题，也降低生产工序的稳定性，对数控加工工作产生影响。在具体的实践中，由于工作人员缺少丰富的实践经验，不能够保证操作的熟练度。在选择刀具和控制的过程中，工作人员没有做好充足的准备，导致不合理的操刀路线，以及不够精准操刀的位置，增加换刀的难度，延长换刀的时间，从而降低生产效率。

3数控车床常见问题及解决方案的探索

3.1偶发性故障

偶发性故障问题一般是人为因素造成的，在进行数控车床加工实训中，有些操作者比较粗心。一部分操作者虽然已经掌握了基础的理论知识，但常常会由于不具备充足的实操经验导致程序格式不对，如发那科程序命名必须以O开头从O0001到O9999都可以命名，而西门子系统一般常见两位英文加两位阿拉伯数字。程序上忘记调入刀补或者没在安全的换刀位置换刀造成撞刀。这些偶发性故障是人为因素造成的，这些容易出错的地方可以总结归纳出来。

3.2防护板变形

斜床身的数控车床在刀架后侧有面积较大的防护板，由于Z轴向正方向运行使得机床后端的受力过大或硬限位设置不合理到极限位置时没有及时停止，加上没有得到有效的保养以及铁屑进入护板缝隙，长此以往，容易造成护板变形和摩擦力过大使护板损坏。在实际生产中，操作者将刀架移动至尾座一侧频率较高，发生故障或即将发生故障又不能及时发现。可以做以下工作来预防以上故障的发生，一是加强护板的维护保养，及时清理铁屑并做好润滑，二是通过软限位限制筋板在尾座一端受力集中区域。

3.3Z方向工件过切，刀具切入卡盘

实际加工中，操作者在零件加工的时候，由于零件伸出的长度不够，导致在加工工件时刀具撞到卡盘上出现撞刀，这个错误是在不熟练的操作工身上经常出现的问题。为了有效避免撞刀事故的发生，可以利用软限位在刀具离卡盘2MM的位置时停止动作，有效保护机床，避免撞机事故。

3.4机床主轴不转主轴噪音大

在机床运行过程中出现闷车，常常是由于背吃刀量太大导致切削力过大，从而使主轴停止转动。这种情况下，要根据主轴电机功率合理计算切削用量，并知道其原理及处理方法。如果是皮带和带轮出现打滑造成主轴不转，这种情况下，操作者在实际生产过程中也可以减少背吃刀量或者学会更换V型带、调节V型带的松紧等方式进行处理解决。此外，机床若是通过齿轮变速，有可能是齿轮中出现缝隙或损坏，致使主轴不转或者产生大量噪音，针对这种状况操作者需在机床设备运行的时候加强对机床运转状况及噪音的关注，如果发现异常抖动和异响必须及时停机排查维修。如果是因为数控车床零件磨损过大或者老化造成的噪音，就需要对损坏的零部件进行维修与更换，同时再对各零部件进行认真检查，从而保证车床的安全性与可靠性。

3.5数控车床的维护

为保障数控车床的正常运行，延长数控车床的使用寿命，要尽量避免潮湿的环境，同时不要在露天使用和长时间封存，不要进行暴晒。减震要做好，尽量使用地基浇灌，条件不满足的情况下要选用符合生产要求的减震地脚。机床要进行调平，以避免机床在使用的过程中出现不正常震动。此外，不要与大型液压设备或其他冲击力较大的设备放在一起，避免较大的冲击造成的震动影响机床的使用。供电需稳定，如果电源波动过大容易对机床信号造成干扰，可能会出现跳码或者指令传输失败从而造成撞机，为避免这种情况，可采用稳压设备或者采用专线供电的方式。要保证电源的波动控制在土8%以内。开机前检查各油路、液压、手柄、刀架、尾座是否正常，CNC系统有无报警信号。在使用的过程中如果发现有异味、突发性震动、不正常的异响，有明显损坏的部件要及时停机修检。经常检查润滑油是否到达最低位，如到达最低液面需及时补充润滑油。关机前检查各机械等各元器件是否符合摆放位置，清理铁屑，保持机床的卫生整洁，做好交接班记录。

结束语

随着时代的发展，数控车床占据市场份额越来越大，零件的加工速度与加工精度得到了质的飞跃，减轻了劳动强度。同时，对操作着也提出了更高的要求，不但要求操作者会编写程序、工艺和操作还要求操作着有一定排除机床故障及隐患的能力。本文主要结合国内数控车床的特点来分析机床的故障和解决故障的方法，希望能为相关的故障排除提供参考。

参考文献

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[2]陈燕燕.数控车床加工实习教学中常见故障与解决方法探究[J].内燃机与配件，2021，（09）：228~229.

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