数控铣床爬行与振动故障分析

    摘要：数控铣床在调试和运行过程中出现的爬行现象是一种经常性的故障,对数控铣床的
使用安全和效率有较大影响

,经过大量的研究发现,引发这种故障的主要原因有液压、机械、电

气、润滑等很多方面

,因此通过适当调整这些状态,可以控制故障的发生和发展,减少故障所造

成的损失。
　　关键词：数控镗床

 爬行故障 震动故障 摩擦系数 自激震动 静压区 毛细管节流器

　　

1、爬行故障和震动故障的概念

　　爬行故障

:爬行故障是机床在低速运动时候,所产生的一种较为复杂的自激震动现象。主

要发生镗铣床、龙门刨床、轧辊磨床等大型设备上。也是大型机床设备很常见的故障。在机械
加工过程中如果发生爬行故障将会严重影响加工件的质量

,由于加工件表面切削的不联系性,

而导致加工件无法达到工艺要求。另外爬行故障对机床的检验工作也会带来不良的影响。产
生爬行现象是原理是

:爬行就是机床的刀架在步进正常工作时,发生走走停停现象,也就是速

度产生不均匀现象。
　　振动故障

:振动故障是机床在高速运动时会产生的一种不符合工艺的无规律震动现象。

多发生在镗床等大型加工设备上。它是由于设置的机床位置（比如在楼上等）外在原因和其
复杂的内部结构齿轮较多而造成的。
　　

2、爬行故障产生的原因

　　

(1)动摩擦系数对临界速度的影响。动摩擦系数增大的缘由有二。其一:导轨润滑油中混入

了切割液。因为油泵的吸油管通常都是在切削液和润滑油之间。所以油泵在工作的时侯

,有时

候就会把切削液连同润滑油一起吸入。这样就导致切削液和润滑油混合在一起

,使润滑油的

运动粘度大大降低。也就使静压导轨静压区的压力变小。这样动摩擦系数

f 增大了,静摩擦系

数和动摩擦系数之差也就随之减小

,由此临界速度 V 也减小了,X 轴便产生了爬行。其二:有部

分的静压分配阀内的毛细管的节流器有堵塞现象。部分毛细管节流器被堵塞后

,各个静压区

的压力值相差就会变大。
　　

(2)进给系统对临界速度的影响。进给系统对临界速度有刚性的影响,其原因有三。其一:

各部位的联接其紧固件的松动。其二

:传动齿轮的齿条之间的间隙过大;其三:齿轮与轴之间以

及轴与轴之间的承配合的间隙过大。
　　

(3)其他原因的影响产生的爬行:1)导轨和丝杠缺少润滑油的润滑;2)钢导轨的斜铁太紧;3)

机床的负荷过大

;4)摩擦伺服电机功率小;5)丝杠的联轴器松动。

　　

3、如何排除爬行故障

　　数控机床是新型的高科技工业设备

,还有许多的不足之处有待于改善和进步。现有的很

多机床中就有很多非常明显的不正常现象。可以被我们发现

,而系统却没有报警。而且有时候

出现报警的信息也不是很准确的表明我们所看到不正常现象。机床出现爬行与振动故障大多
数不会出现机床报警。我们可以这样判断

,当机床在低速运行的时侯,如果机床的工作台是蠕

动着向前运动的

,就是出现了爬行故障。

　　当爬行故障出现时候

,我们要先仔细看一下导轨面的润滑的情况,断定不是这里出现了问

题。机床爬行问题是属于速度的问题。那么既然是速度的问题我们就要去找速度这一环节。机
床的速度调节过程是用速度调节器来完成的。而速度调节器的时间常数

,也就是速度调节器

的积分时间常数通常是以毫秒设置的。所以机床整个伺服运动是一个过渡的过程

,也是一个