Обслуживание станков с ЧПУ – комплекс мер, направленных на поддержание станочного оборудования в работоспособном состоянии и устранение возможных неполадок. ЧПУ станки – сложные приборы, обеспечивающие автономную или полуавтономную обработку заготовок с высокой точностью.

Из-за сложной конструкции любая проблема может привести к ухудшению точности выполняемой задачи, ввиду чего потребуется ремонт станков с ЧПУ.

Техническое обслуживание

Техническое обслуживание проводится тогда, когда станок с ЧПУ находится еще в исправном состоянии. Цель обслуживания – предотвратить возникновение поломок.

ТО также требуется, когда осуществляется:

• хранение станка;
• транспортировка;
• подготовка к использованию.

Полноценное сервисное обслуживание оборудования способна предоставить фирма-производитель. Помимо стандартных работ, ТО включает проверку соблюдения нормы оснащения помещения, в котором используется агрегат.

При техническом обслуживании станка работы осуществляются целой группой профессионалов, состоящей из:

• слесарей-ремонтников;
• электриков;
• специалистов по электронике;
• операторов;
• смазчиков.

При отсутствии узких специалистов работа возлагается на наладчика. Обслуживание может быть плановым или неплановым. Если периодически проводится плановое ТО в соответствии с нормами эксплуатации, прибегать к обслуживанию второго типа не понадобится. Если же при осмотре оборудования выявлены поломки, нужен ремонт. Его может предоставить сервисная компания.

Способы определения неисправностей

Станки с ЧПУ – приборы, имеющие сложную систему работы. Найти неисправность самостоятельно сложно, поэтому этой задачей занимается сервисный центр. Точно выявить поломку можно при помощи трех методов:

• логического;
• практического;
• тестового.

Первый метод предполагает проведение аналитических работ. Он осуществляется специалистами, которые хорошо знают устройство станка с ЧПУ. Логический метод позволяет проанализировать работу станка в целом, и отдельно и блоке ЧПУ. После этого будут выявлены малейшие неточности, на основе которых можно будет определить причину, и устранить ее.

Второй метод проводится при помощи специально разработанной схемы. Система на станке делится на несколько частей, после чего они отдельно диагностируются. При выявлении неисправности в какой-то части, она делится еще на несколько частей. Каждая из них также анализируется. Данная схема используется, пока не будет найдена точная причина поломки. Только после этого можно будет выбирать способы ее устранения.

Третий метод используется в производственных условиях. Он предполагает применение специальной программы, анализирующей работу агрегата. Когда будет проведен полноценный анализ, программа укажет, какие именно проблемы имеются в работе агрегата, и как их можно устранить. Преимущество этого метода заключается в быстром поиске неисправности без разбора и перевозки станка.

Виды ремонта

Ремонт ЧПУ станков бывает двух типов: текущего и капитального. Первый тип предполагает частичное устранение неполадок, а второй – полноценный ремонт комплектующих прибора. Ранее вместо текущего ремонта осуществлялся средний или малый. Но позже они были объединены с целью обеспечения более качественного ремонта. Комплекс работ по ремонту делится на три этапа:

• восстановление геометрии направляющих, ремонт приводов, наладка деталей, отвечающих за движение инструмента;
• восстановление электрической системы (разводка, датчики, и другие детали);
• ремонт стойки ЧПУ (платы, контроллеры, разводка).

Перед началом ремонта должна быть составлена дефектная ведомость. Ее составляет владелец оборудования. На основе документации будет спланирован комплекс ремонтных работ. После окончания ремонта проводится тестирование прибора. Станок возвращается владельцу, если обнаруженные проблемы будут устранены. При качественном ремонте можно восстановить характеристики агрегата до показателей, соответствующих техническому паспорту устройства.

В некоторых случаях также проводятся действия по аварийному ремонту станков. Он выполняется, когда при производстве оборудования были допущены дефекты. Также этот вид ремонта необходим, если была нарушена эксплуатация прибора.

Причины

Станок ЧПУ состоит из двух частей: самого прибора и системы числового программного управления. Диагностика также проводится раздельно. Сначала обследуется станок, а потом система ЧПУ. Причинами выхода из строя приборов этого типа чаще всего становятся:

• неправильно отрегулированные узлы и рабочий инструмент;
• перегрузка станка;
• несоблюдение нормы эксплуатации;
• износ или повреждения комплектующих;
• неправильный ремонт агрегата.

При неправильно пробитом контрольном числе возникнет ошибка в перфоленте. В этом случае ее придется заменить. Если при хранении перфоленты не учитываются правила, или же на нее попадет масло, она быстро придет в неисправное состояние. Проблема также решается ее заменой. Если в оптическую систему попадет влага, пыль или грязь, фотосчитывание перестанет выполнять свою функцию. Исправить ситуацию можно, протерев спиртом линзу.

Неисправность лентопротяжного прибора – более серьезная проблема. Она повлияет сразу на считывающее оборудование и перфоленту. Для решения проблемы требуется очистка, смазка и регулировка лентопротяжного прибора.

Если технические неисправности возникли в системе с числовым программным управлением, последствия могут характеризоваться ошибками в работе станочного оборудования.

Проблему может решить восстановленная электроника и введение новой программы.

Профилактика

Профилактика предполагает диагностику исправного агрегата с целью обслуживания и выявления возможных технических неисправностей. Профилактические работы могут проводить люди, имеющие специальную подготовку. Комплекс действий включает:

• смазку комплектующих;
• очистку конструкции от грязи;
• очистку или замену воздушных фильтров и электронных систем.

Последняя задача осуществляется при помощи электроников. Смазка требуется деталям, которые подвергаются наибольшему трению при работе. Для смазки используется вазелиновое или индустриальное масло 30. Вместе со станками следует документация, в которой указано, как ими пользоваться. Неисправности могут возникать даже при соблюдении нормы использования.

Дефекты — отклонения от предусмотренного техническими ус­ловиями качества материала по химическому составу, структуре, сплошности, состоянию поверхности, механическим и другим свойс­твам.

Дефекты, возникающие в процессе эксплуатации оборудования, можно разделить на три группы:

1) изнашивание, царапины, риски, на­диры;

2) механические повреждения (трещины, выкрашивание зубьев, поломки, изгибы, скручивания);

3) химико-тепловые повреждения (ко­робление, раковины, коррозия).

Большинство крупных и средних механических дефектов обна­руживают при внешнем осмотре. В некоторых случаях проверку осу­ществляют с помощью молотка: дребезжащий звук при отстукивании детали молотком свидетельствует о наличии в ней трещин. Для об­наружения мелких трещин можно использовать различные методы де­фектоскопии. Наиболее простые — капиллярные методы, позволяющие визуально определить наличие трещин. Более сложен метод магнит­ной дефектоскопии с продольным или ротационным намагничиванием. Дефекты, расположенные внутри материала, определяют рентгеноско­пическим или ультразвуковым методами. Ультразвук можно исполь­зовать и для обнаружения трещин.

Изнашивание (износ) — изменение размеров, формы, массы или состояния поверхности вследствие разрушения поверхностного слоя изделия. Различают следующие виды износа: допустимый, критичес­кий, предельный, преждевременный, естественный и многие другие, название которых определяется физико-химическими явлениями или характером распределения по поверхности детали.

Из всех возможных видов износов основными в станках явля­ются механический, при заедании и окислительный.

При механическом изнашивании происходит истирание (срезание) поверхностного слоя у совместно работающих деталей. Оно часто усугубляется на­личием абразивной пыли, твердых частиц, стружки, продуктов из­нашивания. При этом трущиеся поверхности дополнительно разруша­ются за счет царапин. Механическое изнашивание возникает при ну­левой и отличной от нее относительной скорости движения сопря­гаемых поверхностей, при наличии длительных нагрузок, больших удельных нагрузках и ряде других факторов. Правильные конструи­рование и обработка позволяют существенно уменьшить этот износ.

Изнашивание при заедании происходит в результате схватыва­ния одной поверхности с другой, глубинного вырывания материала. Происходит это при недостаточной смазке и значительном удельном давлении, когда начинают действовать молекулярные силы. Схваты­вание происходит также при высоких скоростях скольжения и высо­ком давлении, когда температура трущихся поверхностей высока.

Окислительное изнашивание проявляется у деталей станков, испытывающих непосредственное действие воды, воздуха, химических веществ и непосредственно температуры.

Об износе деталей и сборочных единиц можно судить по харак­теру их работы (например, шуму), качеству поверхности, форме и размеру обработанной детали.

Для уменьшения износа сопрягаемых поверхностей используется жидкостная смазка (в том числе и газовая), трение качения, маг­нитное поле и специальные антифрикционные накладки, прокладки и материалы.

Контроль за износом ответственных сопряжений станков необ­ходим для установления потребности в ремонте, для оценки качест­ва эксплуатации станка, для разработки мероприятий по повышению долговечности станка.

Измерение величины износа может производиться в процессе эксплуатации (специально при плановых осмотрах), в периоды плановых ре­монтов или при испытании станков.

Существуют разнообразные методы измерения износа, которые можно подразделить на следующие группы:

1) интегральные методы, когда можно определить лишь сум­марный износ по поверхности трения, не устанавливая величины из­носа в каждой точке поверхности, к ним можно отнести взвешивание, применение радиоактивных изотопов;

2) метод микрометража, основанный на измерении детали ми­крометром, индикаторными или другими приборами до и после изно­са; микрометраж, особенно измерение с помощью индикаторных при­боров, часто применяют при износе деталей станков в производ­ственных условиях; метод не всегда дает точное представление о форме изношенной поверхности;

3) метод "искусственных баз", используемый для оценки изно­са поверхностей трения базовых деталей станка; он заключается в том, что на изнашиваемые поверхности заранее наносят лунки опре­деленной формы, которые на изменение режима трения практически не оказывают влияния, поскольку их размеры малы; по первому спо­собу (способ отпечатков) лунки 2 на поверхность трения наносят­ся либо вдавливанием алмазной пирамиды 1 (рис. 8.4, а ), либо вра­щающимся твердосплавным роликом 3 (рис. 8.4, б ). Второй метод, ко­торый называют методом ”вытирания”, точнее из-за отсутствия вспу­ченного металла.

Рис. 8.4. Формы отпечатков

4) метод поверхностной активации, как и метод ”искусствен­ных баз”, используется в автоматических линиях из-за большого ко­личества контролируемого оборудования и ограниченного доступа к трущимся поверхностям; суть метода — рабочие участки направляющих, шпиндельных узлов, зубчатых и червячных передач, винтовых передач и других ответственных механизмов подвергают поверхност­ной активации в циклотронах пучком ускоренных заряженных частиц (протонов, дейтронов, альфа-частиц); глубина активированного слоя должна соответствовать предполагаемой величине линейного износа детали; для крупногабаритных деталей используют предва­рительно активированные специальные вставки. О величине износа активированных поверхностей судят, периодически измеряя энергию излучения.

Выбор метода зависит от цели данного испыта­ния и требуемой точности измерения. Допустимый износ направляющих станин токарно-винторезных и консольно-фрезерных станков нормируют в зависимости от требуе­мой точности обработки и размеров детали. Если износ направляю­щих превышает 0,2 мм, виброустойчивость станка значительно сни­жается, и, хотя по условиям обеспечения заданной точности дета­лей допустимо продолжение эксплуатации станка, приходится оста­навливать его на капитальный ремонт в связи с ухудшением качест­ва обработанной поверхности (следы вибрации) или с потерей про­изводительности.

Допустимый износ направляющих продольно-строгальных и про­дольно-фрезерных станков определяется по формуле

U max = d(L o / L 1) 2 ,

где d — погрешность обработки на станке (допуск на деталь); L o и L 1 — длина направляющих станины и обрабатываемой детали соответ­ственно.

Для плоских направляющих износ равен расстоянию от некото­рой условной прямой, проходящей через точки на неизношенных кон­цах направляющих, до изношенной поверхности.

Для станков с V-образными или треугольными направляющими с углом основания α допустимый износ

U max = dcos α (L o / L 1) 2 .

Износ направляющих станины в зависимости от режима работы станка и правильной эксплуатации составляет 0,04…0,10 мм и более в год.

Износ направляющих станины токарных и револьверных станков, работающих в условиях индивидуального и мелкосерийного производства, составляет в среднем около 30 % от величины износа направляющих станков, занятых в условиях крупносерийного и массового производства.

Основным следствием износа направляющих тяжелых станков, как, например, продольно-строгальных, продольно-фрезерных, расточных, карусельных и др., а также станков средних размеров с высокими скоростями движения по направляющим является контактное схватывание — заедание. Сопутствует ему по этой категории станков абразивное изнашивание.

Для проверки направляющих используются универсальные мостики. Их устанавливают на различные по форме и размерам направляющие станков. С по­мощью двух уровней одновременно проверяют прямолинейность и извернутость (т. е. отклонение от параллельности в горизонтальной плоскости) направ­ляющих, индикаторами определяют па­раллельность поверх­нос­тей.

Мостик располагают при­мерно в средней части (по длине) станины так, чтобы четыре опоры располагались на призма­тической части направляющих. Затем на верхней площадке закрепляют уровни с ценой деления 0,02 мм на 1000 мм длины и с помощью винтов регулируют по­ложение уровней так, чтобы пузырьки основной и вспомогательной ампул уров­ней располагались посередине между шкалами. Далее приспособление сдвигают вдоль направ­ляющих и возвращают на первоначальное место. При этом пу­зырьки основных ампул должны вернуться в исходное положение. Если это не произошло, необходимо проверить крепление колонок и подпятников.

Проверку направляющих осуществляют при остановке мостика после­до­вательно через участки, равные по длине рас­стоянию между опорами мостика. По уровню, установлен­ному вдоль направляющих, определяют непрямолинейность. Из­вернутость поверхностей определяют по уровню, расположенному перпендику­ляр­но направляющим.

Показания уровня в микрометрах, отсчитанные на отдельных участках, записывают в протокол и затем строят график формы направляющих.

На рис. 8.5, а приведен пример проверки направляющих треугольного профиля (часто встречающихся у станин токарно-револьверных станков). По индикатору 4 определяют параллельность левой направляющей базовой плоскости; по уровню 2, расположенному поперек направляющих, устанавливают их извернутость. Вторую сторону правой направляющей можно проверить по уровню, установив на этой стороне опору 3, или же, не пере­нося опоры, по индикатору (на рисунке это показано штриховой линией).

Рис. 8.5. Схемы проверки направляющих

На рис. 8.5, б показана установка приспособления на станине токарного станка для проверки индикатором 4 параллельности средних направляющих базовой поверхности, т. е. с плоскости под зубчатую рейку и проверки спиральной извернутости уровнем 2.

Для проверки станин шлифовальных и некоторых других станков со схожим сочетанием направляющих (рис. 8.5, в ) на прямолинейность и извернутость четыре опоры 1 рас­полагают между образующими направля­ющей V-образного профиля, а одну опору 3 — на противоположной плоской направляющей. Проверку ведут по уровню 2.

Когда размеры направляющих не позволяют поместить между их образующими все опоры приспособления (рис. 8.5, г ), то уста­навливают только две опоры 1.

На рис. 8.5, д опоры 1 раздвинуты в соответствии с размером приз­матической направляющей станины.

При проверке плоских направляющих станины (рис. 8.5, е ) две из опор 1 упирают в боковую поверх­ность, остальные две и опору 3 располагают на горизонтальных плоскостях. Таким образом обеспечиваются устойчивые показания уровня 2.

Универсальным мостиком, применяя различные держатели для крепления индикатора, можно контролировать параллельность оси ходового винта и направляющих станины токарного станка. Схема проверки параллельности оси винта координатно-расточного станка направляющим станины показана на рис. 8.6.

Рис. 8.6. Схема проверки параллельности оси винта координатно- расточного станка направляющим станины

Конструкция уни­версального мостика проста, поэтому настройка приспособления занимает не более 5 мин. С ней справляется слесарь средней квалификации.

Угловой мостик. Угловые мостики применяются для проверки направляющих, расположенных в разных плоскостях (на­пример, направляющие поверхности траверсыкоординатно-расточного станка модели КР-450).

На рис. 8.7 показана схема такого приспособления для измерения угловым мостиком.

Короткое плечо 3 рас­положено перпендикулярно удлиненному 5. Валик 1 закреплен не­под­вижно, а валик 4 можно сдвигать и устанавливать в зависи­мости от размера направляющей. При этом валики 1 и 4 раз­мещаются в V-образных направ­ляющих или охватывают по­верхности призматической направляющей. Опору 7 переуста­навливают вдоль паза плеча 5 и регулируют по высоте.

На плечо 3 вдоль направляющих уста­навливают регулируемую колодку 2 с уровнем и проверяют их прямолиней­ность. Извернутость проверяют при рас­положении уровня перпендикулярно на­правляющим. С помощью инди­ка­то­ров 6 определяют непараллельность поверхно­стей, а также непарал­лельность оси винта к направляющим.

Проверку параллельности направляю­щих формы “ласточкин хвост”, а также других форм удобно осуществлять с по­мощью специальных и универсальных при-способлений, оснащенных индикато­рами.

Направляющую можно проверить на параллельность индикаторными приспособ­лениями лишь после подготовки базовых. Представленное на рис. 8.8 приспособление применяется для проверки параллель­ности охватываемых и охватывающих направляющих различных форм и размеров с контактом по верхним или нижним поверх­ностям.

Рис. 8.8. Схемы проверки направляющих формы "ласточкин хвост"

Приспособление состоит из балки 3 с шарнирно скрепленным рычагом 1 и регулируемым измерительным стерж­нем 8, стойки 2 с индикатором и сменной шарнирной опоры 5 с контрольным валиком 6. Опору 5 можно установить под различ­ными углами и на любом участке планки 3 вдоль ее паза. Положе­ние опоры 5 фиксируют болтом 4.

При проверке направляющих формы «ласточкин хвост» с контактами по нижней плоскости подбирают сменную опору с диа­метром валика, обеспечивающим контакт примерно посередине высоты наклонной плоскости (рис. 8.8, а и в ). Опору 9 регулируют вдоль ее паза и также закрепляют болтом (на рисунке не показан). На цилиндрической поверхности измерительного стержня имеет­ся шкала, по которой определяют значение деления индикатора, зависящее от разности расстояний а и b (рис. 8.8, а ). При этом зна­чение одного деления шкалы индикатора составляет 0,005…0,015 мм, что необходимо учитывать при замерах.

Для восстановления деталей используются различные методы (табл. 8.1). При выборе метода восстановления необходимо назначать ремонтный, ремонтный свободный или ремонтный регламентированный размеры.

Таблица 8.1

Методы восстановления деталей

Название метода восстановления	Характерные особенности
Обработка резанием	Метод ремонтных размеров применяют для восстановления точности­ направляющих станков, изношенных от­верстий или шеек различных деталей, резьбы ходовых винтов и др. Из двух спряженных деталей восстанав­ливают и ремонтируют более дорогую, трудоемкую и ме­таллоемкую деталь, а заменяют более дешевую. Изно­шенные места деталей переводят после соответствую­щей обработки в следующий ремонтный размер. При вос­становлении стыков направляющих используют компен­саторы
наплавка	Сваркой исправляют детали с изломами, трещинами, сколами. Наплавка является разновидностью сварки и заключается в том, что на изношенный участок наплав­ляют присадочный материал более износостойкий, чем основной материал детали. После наплавки значительно повышается срок службы детали, которую можно использовать многократно, однако при этом процессе возможно ко­робление деталей. Для ремонта стальных деталей чаще применяют дуговую сварку металлическими электродами, используя те или иные методы в зависимости от хими­ческого состава стали. Газовую сварку используют для восстановления чугунных и стальных деталей толщиной менее 3 мм. Сварка серого чугуна может быть горячей, полугорячей и холодной
Сварка – пайка	Восстановление чугуна. Используется латунная прово­лока и прутки из медно-цинковых оловянных сплавов
	Ковкий чугун восстанавливают с применением латунных электродов или электродов из монель-металла (сплав никеля с медью, железом и марганцем)
Металли­зация	Металлизация заключается в расплавлении металла и распылении его струёй сжатого воздуха на мелкие час­тицы, которые внедряются в неровности поверхности, сцепляясь с ними. Металлизации подвергаются детали из различных материалов, работающих при спокойной нагрузке. Используются газовые или дуговые металлизаторы. Поверхность должна быть обезжиренной и шерохо­ватой
Хромиро­вание	Хромирование — процесс восстановления изношенной поверхности осаждением хрома электролитическим путем. Хромированные поверхности обладают повышенной твер­достью и износостойкостью, но плохо переносят дина­мические нагрузки. Хромирование менее универсально по сравнению с металлизацией из-за малой толщины, слож­ности покрытия деталей сложной конфигурации. Имеет неоспоримые преимущества перед другими методами вос­становления: частично изношенный слой хрома легко удаляется гальваническим путем (дехромированием), детали могут многократно восстанавливаться без из­менения размеров

Ремонтным называют размер, до которого обрабатывают изношен­ную поверхность при восстановлении детали. Свободный ремонтный размер — размер, величина которого не устанавливается заранее, а получается непосредственно в процессе обработки, когда будут уда­лены следы изнашивания и восстановлена форма детали. К получен­ному размеру подгоняют соответствующий размер сопряженной детали методом индивидуальной пригонки. При этом невозможно заранее из­готовить запасные части в окончательно обработанном виде. Регла­ментированный ремонтный размер — заранее установленный размер, до которого ведут обработку изношенной поверхности. При этом мож­но запасные детали изготавливать заранее, ремонт ускоряется.

Методы восстановления деталей при ремонте подробно рассмот­рены в технической литературе, некоторые из них приведены на схе­мах рис. 8.9. Применение того или иного метода ремонта диктуется техническими требованиями на деталь и обусловлено эко­номической целесообразностью, зависит от конкретных условий на производстве, от наличия необходимого оборудования и сроков ре­монта.

Большое распространение для восстановления деталей получили методы с применением полимерных материалов. Для этого требуется оборудование для литья под давлением, которое отличается про­стотой, и материалы типа полиамидов, обладающие достаточной адгезионной способностью к металлу и хорошими механическими свойствами.

В расточенной втулке (рис. 8.9, а ) делают радиальные от­верстия, затем втулку нагревают, помещают на столик пресса, поджимают к соплу (рис. 8.9, б ) и прессуют. Восстановленная втул­ка показана на рис. 8.9, в .

Для восстановления изношенной шейки вала (рис. 8.9, г ) ее предварительно протачивают (рис. 8.9, д ), а далее процесс по­вторяется, как и в предыдущем случае (рис. 8.9, е ).

Рис. 8.9. Схемы восстановления деталей станков

Восстановление будет качественным только при соблюдении ре­жимов литья и технологии процесса.

Винтовые передачи скольжения могут быть восстановлены с по­мощью самотвердеющих акрилопластов (стиракрил, бутакрил, этакрил и др.), состоящих из двух компонентов — порошка и жидкости-мономера. После смешивания порошка с жидкостью через 15…30 мин смесь затвердевает.

Сломанный вал (рис. 8.9, ж ) можно восстановить путем за­прессовки новой части 1 (рис. 8.9, з ) или методом сварки (рис. 8.9, м ) с последующим обтачиванием сварочного шва.

Изношенную резьбу в корпусной детали (рис. 8.9, к ) рассвер­ливают и развертывают, в полученное отверстие запрессовывают втулку, которую при необходимости фиксируют стопорным винтом 2 (рис. 8.9, л ). Аналогичным способом поступают при ремонте глад­ких отверстий.

Точную посадку по боковым сторонам изношенного шлицевого вала можно восстановить, если после отжига вала расширить шлицы ударами керна с последующей закалкой и шлифованием боковых сто­рон (рис. 8.9, м ).

Внутренний диаметр бронзовой втулки можно уменьшить с d 1 до d 2 путем осадки, т.е. уменьшить ее высоту при неизменном наруж­ном диаметре. Осадку производят под прессом (рис. 8.9, н ).

Технология восстановления винтовых передач скольжения мо­жет быть следующей. Восстанавливают постоянство шага ходового винта скольжения прорезкой резьбы. Резьбу в ходовой гайке сре­зают и растачивают до диаметра на 2…3 мм больше наружного диа­метра ходового винта. Растачиваемую поверхность по возможности делают ребристой. Отремонтированный ходовой винт нагревают до 90 °С и опускают в расплавленный парафин. После охлаждения на поверхности винта остается тонкая парафиновая пленка. Винт, по­крытый парафином, монтируют с расточенной гайкой, имитируя ра­бочее состояние передачи. Торцы гайки уплотняют пластилином. Затем в боковое, специально просверленное отверстие гайки шприцом заливают только что приготовленную смесь. Через несколько минут смесь затвердевает, и винт можно вывернуть из гайки.

Шариковые винтовые передачи ремонтируют, если износ резьбы винта более 0,04 мм. Технология восстановления следующая. Исправляют центровые отверстия винта шлифованием или притиркой. Если есть забоины и вмятины центровых отверстий, то растачивают и устанавливают на клею заглушки с центровыми отверстиями. Пос­ле восстановления центров, если необходимо, винт рихтуют по ин­дикатору в центрах. Затем механической обработкой восстанавли­вают точность шага резьбы. Во время обработки канавку резьбы расширяют по всей длине винта до ширины на наиболее изношенном участке. Наружный и внутренний диаметры резьбы остаются неизмен­ными. Осевой зазор выбирают регулированием гаек. Гайки чаще все­го не ремонтируют, а при необходимости меняют местами.

Исправление изношенных направляющих станин осуществляется следующими способами: 1) вручную; 2) на станках; 3) с помощью приспособлений.

Исправление вручную припиливанием и шабрением применяется для небольших по площади поверхности направляющих при малой величине износа. Шабрение направляющих станин может производиться двумя методами: 1) по контрольному инструменту; 2) по заранее отшабренной или прошлифованной сопряженной детали.

При величине износа направляющих станин, превышающем 0,5 мм, их ремонтируют обработкой на станках. Для этого используют специальные шлифовальные, продольно-строгальные и продольно-фрезерные станки.

При износе направляющих станин 0,3…0,5 мм на некоторых заводах их обрабатывают методом чистового строгания. Точность обработки таким методом позволяет почти полностью отказаться от шабренья и ограничиться только декоративным шабре-нием.

Шлифованием направляющие станин ремонтируют на специальных шлифовальных станках или продольно-строгальных или продольно-фрезерных станках со специальными стационарными приспособлениями.

Крупные станины, которые не могут быть обработаны на станках, должны обрабатываться с помощью приспособлений. Приспособления при их правильном использовании обеспечивают достаточно высокое качество обрабатываемых поверхностей. Обработка ведется без демонтажа станины, что сокращает сроки ремонта и снижает его стоимость. Переносные приспособления перемещаются, как правило, по станине, которую они обрабатывают. В качестве основания для приспособления (каретки) используется специально приготовленная плита или иногда деталь ремонтируемого станка.

Наибольшее распространение получили строгальные и шлифовальные приспособления.

Обработка с помощью приспособлений не требует специального оборудования. Недостатком метода являются меньшая производительность по сравнению с обработкой на станках и необходимость в ручной работе по подготовке баз. Достоинством обработки с помощью приспособлений является экономия времени на демонтаж, транспортирование и повторный монтаж станины, что неизбежно при обработке на станках.

Большое значение для восстановления направляющих имеет подбор технологических баз. По характеру баз станины могут быть разделены на четыре основные группы.

1) Станины, в которые вмонтированы шпиндели (станки горизонтально-фрезер-ные, вертикально-фрезерные с неотъемной головкой, некоторые типы зубодолбежных и др.). При ремонте станин этой группы выверки ведут от устанавливаемых в шпинделе станка оправок, материализующих ось вращения.

2) Станины, имеющие нерабочие поверхности, обработанные заодно с рабочими (станки продольно-фрезерные, продольно-строгальные, кругло- и внутришлифо-вальные).

3) Станины с частично изношенными направляющими. В качестве базы принимаются рабочие поверхности, изнашиваемые при эксплуатации мало и не на всем протяжении. У таких станин восстанавливают сначала малоизношенные поверхности, затем, базируясь от них, восстанавливают остальные изношенные рабочие поверхности. Типичными для этой группы являются станины токарных станков, револьверных станков с отъемной передней бабкой и др.

4) Станины, имеющие отдельные неизношенные участки направляющих. К этой группе относятся станины, не имеющие других обработанных поверхностей, кроме изнашиваемых рабочих (зубо- и резьбофрезерные станки). За базу принимают неизношенные или малоизношенные участки рабочих поверхностей, подлежащих исправлению.

Для восстановления требуемых свойств направляющих станин их подвергают термообработке. Из многообразия методов приведем несколько наиболее распространенных.

Поверхностная закалка с индукционным нагревом токами высокой частоты (ТВЧ) . Качество слоя чугуна, закаленного ТВЧ, зависит от частоты тока, удельной мощности, времени нагрева, конструкции индуктора, зазора между индуктором и закаливаемой поверхностью, а также от условий охлаждения. На конечные результаты закалки влияет также первоначальное состояние чугуна (его химический состав и микроструктура).

При нагреве серого чугуна с целью последующей закалки часть углерода растворяется в аустените, а остальная часть его остается в свободном состоянии в виде графитных включений. Как правило, перед закалкой чугун должен иметь перлитную структуру. Если исходная структура чугуна неудовлетворительна для поверхностной закалки, то следует увеличить концентрацию связанного углерода (повысить содержание перлита в структуре) путем предварительной термической обработки — нормали-зации.

Максимальная достигаемая твердость чугуна, получаемая после закалки ТВЧ при температуре 830…950 °С (в зависимости от состава чугуна), составляет HRC 48-53. Дальнейшее повышение температуры закалки приводит к понижению твердости.

Скорость охлаждения при закалке мало влияет на твердость. При закалке в масле твердость чугуна уменьшается только на 2 — 3 ед. HRC по сравнению с закалкой в воде.

Поверхностная закалка с нагревом ТВЧ модифицированного чугуна дает возможность получить большую твердость и глубину слоя по сравнению с закалкой обычного перлитного чугуна. По микроструктуре закаленный модифицированный чугун практически не отличается от перлитного.

Перед закалкой станин токарных станков необходимо выполнить следующее:

1) установить станину на стол продольно-строгального станка и выверить на параллельность базовым поверхностям с точностью 0,05 мм и затем прогнуть ее на 0,3…0,4 мм (величина деформации при закаливании);

2) строгать все направляющие станины до установления их параллельности ходу стола. После открепления станины (от стола) вследствие упругой деформации образуется выпуклость, соответствующая величине прогиба;

3) установить станину (без выверки) на закалочную площадку, окантованную цементным буртиком для сбора использованной закалочной воды;

4) на направляющих станины установить переносный станок, с двух сторон ее закрепить два кронштейна; роликовую цепь сцепить со звездочкой привода станка;

5) между индуктором и закаливаемой станиной с помощью вертикального и горизонтального суппорта станка отрегулировать зазор. Затем подать воду в индуктор;

6) включить ток и произвести закалку. Так как закаливаемая поверхность станины расположена в горизонтальной плоскости, охлаждающая вода заливает плоский, еще не полностью нагретый участок и тем самым затрудняет закалку. Как правило, глубина закаленного слоя у вершины призмы больше, чем на плоском участке (3…4 мм у призмы, 1,5…2,5 мм на плоском участке).

Пример. Режим закалки направляющих станины токарно-винторезного станка мод. 1К62.

Напряжение генератора, В ……….………………………………. 600-750

Сила тока, А………………………..…………………………………. 95-120

Емкость конденсаторной батареи, мкФ ….…………………….. 300-375

Используемая мощность, Вт ………………………………………. 55-70

Зазор между индуктором и закаливаемой станиной,мм ………..2,5-3,5

Скорость перемещения индуктора в процессе нагрева, м/мин….. 0-24

Температура нагрева поверхности станины, °С …………………850-900

Глубина закалки, мм …………………………………………………..3-4

НRC ……………………………………………………….…………. 45-53

Время закалки станины, мин………………………………….……. 60-70

Поводка станины после закалки (в сторону вогнутости), мм… 0,30-0,50

При закалке направляющие станины прогибаются, при этом компенсируется выпуклость, полученная при строгании. Таким образом, обеспечивается небольшой съем металла при последующем шлифовании направляющих.

Пламенная поверхностная закалка

Для поверхностного упрочнения направляющих станин пламенной закалкой в ремонтной практике применяются стационарные и передвижные установки. Первые обычно установлены на специальных участках ремонтно-механических цехов. В этом случае станины должны доставляться туда для термообработки и последующего восстановления. Для станин, которые по производственным причинам невозможно снять с фундамента (отсутствие подъемных средств и транспорта, необходимость сохранения фундамента и т. д.), применяются передвижные установки.

Пламенная поверхностная закалка направляющих станин может производиться ацетилено-кислородным или керосино-кислородным пламенем. Нагрев ацетилено-кислородным пламенем происходит интенсивнее, чем керосино-кислородным, так как при помощи первого можно нагревать до 3150 °С, а при помощи второго — лишь до 2400 °С. В качестве горючей смеси используют также пропан-бутан и кислород или природный газ в смеси с кислородом.

Закалочной средой служит вода. Установка для пламенной закалки проста в устройстве и надежна в работе, обслуживает ее один рабочий.

Закалка змейкой . На некоторых заводах вместо сплошной закалки направляющих станин токарных станков практикуется так называемая закалка змейкой, при которой путем нагрева газовой горелкой на поверхности направляющих образуются перекрещивающиеся зигзагообразные закаленные полосы.

В процессе закалки на направляющие поверхности станины наносится перекрещивающаяся зигзагообразная линия шириной 6…12 мм с шагом 40…100 мм (рис. 8.10).

Рис. 8.10. Закалочный рисунок змейкой

Закалочный рисунок выполняется от руки и обычно имеет неправильную форму. Расстояние от края станины до линии закалки должно быть не менее 6 мм. Скорость перемещения горелки вдоль направляющих около 0,5 м/мин, что обеспечивает нагрев до 750…800 °С.

Закалочный рисунок рекомендуется наносить так. Сначала следует нанести за один проход зигзагообразную линию на первой направляющей, после чего переходить ко второй направляющей. За время нанесения зигзагообразной линии на второй направляющей первая остывает до 50…60 °С, и на нее наносят перекрещивающуюся закалочную линию.

Поэтому необходимо внимательно следить за процессом нагрева и своевременно регулировать скорость перемещения горелки относительно закаливаемой поверхности направляющих станин, не допуская оплавления металла.

В наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки - в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!

При работе с высокими скоростями резания особое внимание должно быть уделено правильному и надежному закреплению заготовок.

Отказы при точении и способы их устранения

Точность при чистовых видах точения может достигать 7...8-го квалитета, а шероховатость обработанной поверхности - 1,6...3,2 мкм. В табл. 10.1 приведены основные причины отказов при токарной обработке цилиндрических поверхностей, торцов и нарезании резьбы резцом.

Рассмотрим приемы выполнения некоторых токарных операций, не получивших отражение в табл. 10.1.

Таблица 10.1 Отказы токарных станков и способы их устранения

Отказы токарных станков и их причины	Способы устранения
Точение цилиндрических поверхностей
Конусность обработанной поверхности: несоосность пиноли задней бабки с осью шпинделя большой вылет заготовки из кулачков патрона, в связи с чем происходит ее отжим отжим резца в резцедержателе повышенный износ резца	Совместить оси пиноли задней бабки и шпинделя Поджать заготовку задним центром, применить проходной упорный резец Надежно закрепить резец Заменить резец, уменьшить режимы резания
Овальность обработанной поверхности: неравномерный износ переднего подшипника шпинделя	Отремонтировать станок
Бочкообразность обработанной поверхности: прогиб нежесткого вала	Уменьшить глубину резания и подачу; применить проходной упорный резец, дополнительную опору-люнет; установить резец выше линии центров
Седлообразность обработанной поверхности: отжим заднего центра	Уменьшить вылет пиноли и прочно ее закрепить
повышенный износ направляющих у задней бабки, задний центр расположен ниже переднего	Отремонтировать станок
Отклонение от соосностиповерхностейдетали: радиальное биение рабочих поверхностей кулачков патрона или переднего центра	Расточить кулачки патрона; применить разрезную втулку, расточенную по диаметру закрепляемой поверхности заготовки; заменить передний центр или проточить на месте его рабочий конус
Чернота на обработанной поверхности: малый припуск	Проверить заготовки и, если необходимо, изменить их размер
повышенная кривизна заготовки	Отбраковать негодные заготовки
смещение заготовки в патроне	Переустановить заготовку
смещение центровых отверстий относительно оси заготовки	Устранить смещение центровых отверстий
Неудовлетворительная шероховатость обработанной поверхности: большая подача; малая скорость резания	Установить правильные режимы резания
малый радиус закругления резца	Установить резец с большим радиусом закругления вершины резца
изношен резец	Заточить резец
нежесткое крепление резца изаготовки	Уменьшить вылет резца из резцедержателя; применить более жесткое крепление заготовки на станке
увеличенные зазоры в направляющих суппорта	Отрегулировать зазоры в направляющих суппорта
Обработка торцов
Отклонение от плоскостности торца: большая глубина резания и подачи	Обработать торец окончательно при малой глубине резания и подаче. При положительных результатах необходимо изменить режимы
нежесткое крепление резца	Уменьшить вылет резца из резцедержателя
боковой сдвиг суппорта во время резания	Закрепить каретку на станине
Торец неперпендикулярен оси детали: перекос заготовки в патроне	Переустановить заготовку в патроне
Часть торца осталась необработанной: малый припуск	Проверить заготовки
перекос торца заготовки или неправильная ее установка в патроне	Отобрать годные заготовки. Правильно установить заготовку в патроне
прогиб детали под действием сил резания	Уменьшить поперечную подачу
Неудовлетворительная шерховатость обработанной поверхности: большая или неравномерная подача	Уменьшить подачу
работа без СОЖ	Применить СОЖ
большой износ резца	Применить СОЖ Заменить резец
Нарезание резьбы резцом
Неполная высота профиля или срыв вершин профиля резьбы: неправильный выбор заготовки под резьбу	Выбрать диаметр заготовки по рекомендациям ГОСТ 19257-73 и ГОСТ 19258-73, уточнить его при нарезании пробных заготовок
Перекос профиля резьбы: неправильная установка резца	Установить резец относительно оси детали по шаблону
Отклонение от угла профиля резьбы: неправильная заточка угла	Заменить резец
Стороны профиля резьбы непрямолинейны в осевом направлении: установка резца не на уровне линии центров станка	Установить резец по высоте линии центров станка
Отклонение от шага резьбы: неправильная настройка станка на шаг	Проверить настройку шага по таблице коробки подач, а при настройке станка со сменными зубчатыми колесами проверить расчет и подбор колес
Первый виток резьбы утолщен, проходной калибр не навинчивается: отжим резца в момент врезания	Изменить припуск на нарезание первого витка
Неудовлетворительная шерховатость обработанной поверхности резьбы: большой износ резца	Заменить резец
неправильный выбор СОЖ	Подобрать СОЖ

Разрезание заготовок на токарных станках выполняют отрезными резцами, которые по конструктивному исполнению могут быть прямыми и обратными. Прямые отрезные резцы имеют длинную и узкую головку для прорезания заготовки до центра и обеспечивают минимальный отход материала в стружку. Однако они обладают недостаточной прочностью и жесткостью, поэтому место реза должно находиться как можно ближе к кулачкам патрона, на расстоянии не более одного диаметра заготовки. Отрезной резец устанавливают строго на уровне линии центров станка и перпендикулярно оси заготовки.

При разрезании заготовок больших диаметров возможна поломка резца в конце прохода в результате того, что тонкая перемычка под действием сил тяжести и резания прогибается и отрезной резец защемляется в прорези. В этом случае необходимо вывести резец из прорези, не доходя до центра примерно 1,5...2,0 мм, выключить вращение шпинделя и отпилить отрезаемую часть вручную. В процессе резания запрещается поддерживать руками отрезаемую часть заготовки. Выход стружки из узкой и глубокой прорези сильно затруднен, поэтому разрезание следует выполнять постепенным расширением прорези.

Перед сверлением, зенкерованием или развертыванием токарный станок следует тщательно выверить на соосность центров.

Важными условиями проведения операции сверления являются: прочное закрепление заготовки; перпендикулярность ее торца оси вращения; отсутствие на торце выпуклостей; задание первоначального направления сверлу. Для этого заготовку в станочном приспособлении устанавливают с возможно меньшим вылетом, а торец перед сверлением гладко подрезают. Для задания первоначального направления сверлу в центре торца делают углубление центровочным сверлом или коротким жестким сверлом; глубина сверления должна быть приблизительно равна диаметру получаемого отверстия.

Сверление отверстий большого диаметра с ручной подачей затруднено из-за необходимости приложения больших усилий со стороны токаря, поэтому отверстия диаметром свыше 20 мм следует обрабатывать последовательно двумя сверлами. Диаметр первого сверла выбирают примерно равным половине диаметра получаемого отверстия. Благодаря этому перемычка второго сверла не участвует в резании и, соответственно, усилие подачи значительно снижается.

Опиливание применяют для зачистки поверхностей, удаления заусенцев, снятия небольших фасок и т. п. Его выполняют напильниками разнообразной формы, с различной насечкой и только с целой и плотно насаженной ручкой.

Так как опиливание производят вручную, то для предотвращения травмирования токарь должен стоять под углом примерно 45° к оси центров станка, с разворотом вправо. Ручку напильника следует зажимать в левой руке, а противоположный его конец удерживать пальцами правой.

Полирование применяют для снижения шероховатости обработанных поверхностей. Его осуществляют шлифовальными шкурками различной зернистости. Во время полирования шкурку удерживают пальцами либо правой руки, либо обеих рук (передний край шкурки необходимо удерживать левой рукой, а противоположный - правой).

Удерживать шкурку на детали путем охвата ее рукой нельзя, так как она может намотаться на деталь и защемить пальцы.

Обычно в суппорте токарного станка закрепляют одновременно несколько резцов, поэтому при опиливании и полировании следует остерегаться порезов рук острыми кромками резцов, а также при повороте резцовой головки, осуществлении измерений.

Станки ЧПУ – сложные устройства, обеспечивающие высокоточную автономную либо полуавтономную работу с разными материалами. Появление сбоев в работе или неисправности негативно повлияет не только на точность выполняемых работ, но и может привести к глобальной поломке оборудования, если не принимать меры.

Чтобы избежать вышеперечисленных проблем, необходимо своевременно проводить техническое обслуживание, когда станок ЧПУ исправный. Таким способом можно предотвратить многие виды поломок.

Методы выявления поломок ЧПУ станков

Поломки и ошибки ЧПУ станков выявляются в условиях сервисного цента в ходе проведения диагностики следующими методами:

Практический

Отдельные части станка поочередно диагностируются специалистом. Если в каком-то секторе была найдена поломка, он делится еще на несколько частей, и каждая из них отдельно диагностируется. Таким способом неисправность выявляется локально, а потом подбирается метод ее устранения.

Логический

Эксперт, который идеально разбирается в ЧПУ станках, проводит аналитическую работу. Он анализирует функционирование отдельных узлов устройства и его работу в целом. Так, выявляются отклонения от нормы, на основе которых определяется причина поломки и способ ее устранения.

Тестовый

Метод реализуется с помощью программы и специального оборудования. Программа выявляет, какие произошли отклонения от нормальной работы и как их можно устранить. Это оптимальный вариант для тех, кто хочет быстро найти поломку без разбора аппарата.

Основные причины неисправностей станков ЧПУ

неправильно работает программное обеспечение;

перегрузка устройства;

нарушены нормы использования;

комплектующие износились или повредились;

неправильно сделанный ремонт.

Основные виды поломок

Электроника

Многие из поломок данного типа связаны с осью Она может смещаться, могут ощущаться по ней толчки и удары. Также к поломкам электроники относятся: неисправности контроллера, инвертора, шпинделя, провода, прошивки. Некорректная работа драйвера тоже нередко свидетельствует о проблеме с электроникой.

Механика

Нередко о наличии механической поломки может свидетельствовать ухудшение точности работы станка или же некачественный результат. Например, на заготовках остаются волнистые края, пропущенные участки, неровности, надрывы круглых заготовок. Ось может углубляться больше, чем нужно, отклоняться от заданных координат.

Также к механическим неполадкам относятся: вибрация устройства, проблемы со шпинделем, подшипниками, осью, шаговым двигателем, люфт.

Поломки вспомогательных деталей

К таким поломкам относятся: скопление воды в цанге либо гайке шпинделя, не работает помпа охлаждения, перегрев шпинделя, неполадки с вакуумным насосом.

Неисправностей ЧПУ станков бывает много. Чтобы точно их выявить и подобр ать оптимальный способ устранения, нужна диагностика с помощью сервисного центра.

Высокие требования к точности размеров детали, к отклонениям от геометрической формы и к шероховатости обрабатываемой поверхности выполнимы лишь при условии сохранения доводочными станками своей первоначальной точности. Погрешности отдельных механизмов, погрешности их взаимных перемещений регламентируются соответствующими стандартами. Знание взаимосвязи между неисправностями доводочных станков и погрешностями обработки позволяет быстро установить причину отклонений в технологическом процессе и восстановить необходимую точность обработки.

Неисправности шлифовальных станков. Анализ схем отделочного (прецизионного) наружного и внутреннего шлифования позволяет сделать вывод, что обрабатываемая поверхность может быть строго цилиндрической как в продольном, так и в поперечном сечениях лишь при определенных условиях: а) деталь и шлифовальный круг должны иметь постоянную ось вращения; б) оси вращения детали и круга должны быть параллельны в горизонтальной и вертикальной плоскостях; в) оси детали и круга в процессе резания должны сохранять параллельность направлению продольной подачи.

Нормы точности для шлифовальных станков прецизионного наружного и внутреннего шлифования очень высоки и позволяют длительное время получать детали с теми предельными отклонениями, которые указаны в паспорте станка. В связи с этим появление погрешности обработки следует рассматривать как нарушение технологического процесса в любой из его составных частей Определяющая роль в вопросах точности обработки, безусловно, принадлежит состоянию станка.

При смещении оси пиноли задней бабки в горизонтальной плоскости отклонение от цилиндричности возникает от изменения места заднего центра в связи с колебаниями длин деталей.

При внутреннем шлифовании погрешность обработки может быть вычислена по аналогичным формулам в зависимости от того, какие неисправности станка, технологической оснастки или шлифовальных кругов проявляются при обработке отверстий. Если при внутреннем шлифовании ось вращения детали по высоте не совпадает с осью вращения шлифовального круга, то отклонение от цилиндричности можно вычислить по формуле.

Достижение высокой точности при шлифовании отверстий - задача наиболее сложная из всех доводочных операций. Рассматривая схему технологического процесса внутреннего доводочного шлифования, нетрудно заметить дополнительные технические трудности, отрицательно сказывающиеся на точности обработки.

Особенности эти определяются тем, что шлифовальный круг должен быть меньше диаметра обрабатываемого отверстия. Если отверстие имеет значительную длину (два-три диаметра), инструмент крепят на оправке сравнительно малого диаметра при значительной длине. Даже незначительные силы резания вызывают упругое отжатие оправки с абразивным кругом, и ось вращения круга отклоняется от направления продольного перемещения шлифовального шпинделя. В связи с этим исключительное значение преобретает повышение жесткости шлифовальных шпинделей (включая оправку). Под жесткостью какого-либо механизма или станка следует понимать способность оказывать сопротивление перемещению детали, находящейся под действием силы. Жесткость шлифовального шпинделя круглошлифовальных станков составляет 20-30 кН/мм, оправка шлифовального шпинделя внутришлифовальных станков имеет жесткость в 100-200 раз меньшую.

При шлифовании отверстий малых диаметров и большой длины никакими техническими приемами существенно увеличить жесткость оправки не удается. В таких случаях для повышения точности обработки (для восстановления параллельности рабочей поверхности круга его продольному перемещению) прибегают к развороту шлифовального шпинделя в горизонтальной плоскости на угол, равный углу отжатия оправки при резании.

Второй серьезной технической сложностью достижения высокой точности внутреннего шлифования является низкая скорость резания вследствие малых диаметров абразивных кругов. Для достижения скорости резания 40-50 м/с, а в некоторых случаях и 30 м/с необходима частота вращения круга 100-200 тыс. об/мин. Это достигается применением электрошпинделей.