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学习情境 4.1 普通机床整机的维修. 以 CA6140 卧式车床为例. 卧式车床外形 1- 主轴箱 2- 刀架 3- 尾座 4- 床身 5 、 9- 床腿 6- 光杠 7- 丝杠 8- 溜板箱 10- 进给箱 11- 持轮变速机构. 4.1.1 卧式车床的结构. 一、主轴箱 功用： 支承主轴和传动其旋转，并使其实现起动、停止、变速和换向等。 1 、传动机构： 见图 1 ⑴ 卸荷式皮带轮： 使轴 1 不受轴向力的作用，弯曲变形减小，并可提高传动的平稳性。
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学习情境4.1 普通机床整机的维修 以CA6140卧式车床为例
卧式车床外形 1-主轴箱 2-刀架 3-尾座 4-床身 5、9-床腿 6-光杠 7-丝杠 8-溜板箱 10-进给箱 11-持轮变速机构
4.1.1 卧式车床的结构 一、主轴箱 功用：支承主轴和传动其旋转，并使其实现起动、停止、变速和换向等。 1、传动机构： 见图1 ⑴ 卸荷式皮带轮：使轴1不受轴向力的作用，弯曲变形减小，并可提高传动的平稳性。 ⑵ 传动齿轮：齿轮与传动轴的联接情况有固定的、空套的和 滑移的三种。 ⑶传动轴的支承结构：由于转速较高，一般采用向心球轴承或圆锥滚子轴承，常用双支承结构，也有采用三支承结构。 2、主轴及其轴承： 见图2及见图3 3、开停及换向装置：双向多片式摩擦离合器。 见图4
图1 CA6104 型卧式 车床 主轴箱 展开图
4.1.1 卧式车床的结构 4、制动装置：闸带式制动器。见图5 5、操作机构：集中操作方式。 a.主轴开停及制动操纵机构；见图6 b.主轴变速操纵机构。见图7 二、进给箱 功用：是变换被加工螺纹的种类和导程，以及获得所 需的各种机动进给量。 1、变换螺纹导程和进给量的变速机构： 进给箱中的变速机构分为基本螺距机构和增倍机 构两部分。增倍机构一般都采用滑移齿轮变速机构。 基本螺距机构则采用： ⑴双轴滑移齿轮机构（如CA6140，见图8）
⑵摆动齿轮机构（如CA620－1，见图2－17） ⑶三轴滑移公用齿轮机构（如CM6132，见图2－18） 2、变换螺纹种类的移换机构以及操纵机构： ⑴调整进给箱中的移换机构和挂轮架上的挂轮（如CA6140、C620－1 见图2－16即动画32及见图2－17） ⑵单独调整挂轮（如C616） ⑶单独调整进给箱中的移换机构（如CM6132 见图2－18）
4.1.1 卧式车床的结构 三、溜板箱 功用：将丝杆或光杆传来的旋转运动变为直线运动并带动刀架进给，控制刀架运动的接通、断开和换向、机床过载保护，手动操纵刀架移动和实现快速移动。 1、纵、横向机动进给操纵机构（见图9） 2、开合螺母机构（见图10） 3、互锁机构（见图11） 4、过载保险装置（见图12及图13 ） 5、超越离合器（见图14）
4.1.2 CA6140型卧式车床的故障处理 机床通过一段时间的工作后，各种各样的故障会不断出现，造成这些故障的原因很多，如零件的自然磨损、零件的材质不良、部件组装不当、操作不按规程等都会引发故障的产生。由于引发故障的原因错综复杂，任何一本技术资料都不可能把各种故障全部详细地列出来，也不可能把各种故障的排除方法全面详细地列出来。检修人员只有系统地学习基础知识，根据机床的构造原理，结合典型故障的分析处理模式，用推理和综合分析的方法来解决各类故障。我们仅对CA6140型车床的一些常见的典型故障进行具体的分析讲解，将从以下三个方面分别讲述各种故障的产生原因及排除方法。
故 障 种 类 影响工件表面加工精度的故障 产生运动机械障碍的故障 润滑系统产生的故障
影响工件表面加工精度的故障分析与检修（列举下列四例）影响工件表面加工精度的故障分析与检修（列举下列四例） 1．车削外圆尺寸精度达不到要求 【故障原因分析】 ①操作者看错图样或刻度盘使用不当。 ②车削时盲目吃刀，没有进行试切削。 ③量具本身有误差或测量不正确。 ④由于切削热的影响，使工件尺寸发生变化。 【故障排除与检修】 ①车削时必须看清图样尺寸要求，正确使用刻度盘，看清刻度数值。 ②根据加工余量放出背吃刀量，进行试切削，然后修正背吃刀量。 ③量具使用前，必须仔细检查和调整零位，正确掌握测量方法，实施首件检查制度，避免批量报废。 ④不能在工件温度较高时测量，如果测量，应先掌握工件的收缩情况。也可在车削时浇注切削液，降低工件的温度。
2．车削圆工件表面粗糙度达不到要求 【故障原因分析】 ①车床刚性不足，如滑板的镶条过松，传动件(如带轮)不平衡或主轴太松引起振动。 ②车刀刚性不足引起松动。 ③工件刚性不足引起松动。 ④车刀几何形状不正确，如选用过小的前角、主偏角和后角。 ⑤低速切削时，没有加切削液。 ⑥切削用量选择不合适。 ⑦切屑拉毛已加工的表面。 【故障排除与检修】 ①消除或防止由于车床刚性不足而引起的不平衡或松动，正确调整车床各部分的间隙。 ②增加车刀的刚性和正确安装车刀。 ③增加工件的安装刚性。 ④选择合理的车刀角度(如适当增加前角，选择合理的后角，用油石研磨切削刃)，降低切削刃表面粗糙度值。 ⑤低速切削时，应加切削液。 ⑥进给量不宜太大，精车余量和切削速度要选择适当。 ⑦控制切屑的形状和排出的方向。
3．车削工件时出现椭圆或棱圆(即多棱形) 【故障原因分析】 ①主轴的轴承间隙过大。 ②主轴轴承磨损。 ③滑动轴承的主轴轴颈磨损或椭圆度过大。 ④主轴轴承套的外径或主轴箱体的轴孔呈椭圆，或相互配合间隙过大。 ⑤卡盘后面的连接盘的内孔、螺纹配合松动。 ⑥毛坯余量不均匀，在切削过程中吃刀量发生变化。 ⑦工件用两顶尖安装时，中心孔接触不良，或后顶尖顶得不紧，以及可使用的回转顶尖产生扭动。 【故障排除与检修】 ①调整轴承的问隙。 ②更换滚动轴承。 ③修磨轴颈或重新刮研轴承。 ④可更换轴承外套或修正主轴箱的轴孔。 ⑤重新修配卡盘后面的连接盘。 ⑥在此道工序前增加一道或两道粗车工序，使毛坯余量基本均匀，以减小复映误差，再进行此道工序加工。 ⑦工件在两顶尖间安装必须松紧适当。发现回转顶尖产生扭动，必须及时修理或更换。
4．车削时工件出现锥度 【故障原因分析】 ①用卡盘安装工件纵进给车削时，产生锥度是由于主轴轴心线在水平面和垂直面上相对溜板移动导轨的平行度超差。 ②车床安装时使床身扭曲，或调整垫铁松动，引起导轨精度发生变化。 ③床身导轨面严重磨损，主要的三项精度均已超差：导轨在水平面内的直线度超差；由于棱形导轨和平导轨磨损量不等，使溜板移动时产生倾斜误差；导轨在垂直面内的直线度超差。 ④用一夹一顶或两顶尖安装工件时，由于后顶尖不在主轴的轴线上，或前、后顶尖不等高及前后偏移。 ⑤用小滑板车外圆时产生锥度，是小滑板的位置不正，即小滑板的刻线没有与中滑板的零线对准。 ⑥工件安装时悬臂较长，车削时因径向切削力影响使前端让开，产生锥度。 ⑦由于主轴箱温升过高，引起机床热变形。 ⑧切削刃不耐磨，中途逐渐磨损，引起工件呈锥形。刀具的影响虽不属车床本身的原因，但这个因素绝不可忽视。
【故障排除与检修】 ①必须重新检查并调整主轴箱安装位置和刮研修正导轨。 a．检查主轴锥孔中心线和尾座顶尖套锥孔中心线对溜板移动的等高度。对于CA6140型卧式车床允差为0．06mm，并且只可尾座高，如图1所示。用百分表及磁性表架、检验棒、6号和5号莫氏锥柄顶尖各一件，移动溜板，在检验棒两端处的上母线上检测。 b．检查溜板移动对主轴中心线的平行度，如图2所示。在300mm的测量长度上，在a母线上测量允差为0．03mm，只允许伸出的一端向上翘，在b母线上测量允差为0．01 5mm，只允许伸出端向操作方面偏。
【故障排除与检修】 c．若上述两项检查测得的数值超过允差值，即可考虑进行修复。修理方法如图3所示，利用刮刀和刮研平板来修刮主轴箱的安装面，以尾座顶尖套锥孔中心线为基础，通过修刮和调整，使这两项精度均达到要求。 ②必须检查并调整床身导轨的倾斜值。 a．检查溜板移动时的倾斜值，按规定在溜板每1000mm行程上允差为0.03mm／l000mm；溜板全部行程小于或等于500mm，允差为0.02mm／1000mm。 b.若上述检查测得的倾斜值超差，则可通过调整垫块和紧固地脚螺栓来使倾斜值符合要求；如果地脚螺栓与车床基础问发生松动，就需清理基础，重新预埋地脚螺栓。
【故障排除与检修】 ③刮研导轨甚至用导轨磨床磨削导轨以恢复这三项主要精度，使之达到标准。这已属于大修或项修的范畴了。 ④可调整尾座偏移量，使顶尖对准主轴中心线，调整尾座两侧的横向螺钉以及调整尾座底座的高度，用垫片来补偿尾座底座的磨损或刮研底座来使前、后顶尖等高。 ⑤使用小滑板车外圆，必须事先检查小滑板上的刻线是否与中滑板的零线对准。 ⑥尽量减小工件的伸出长度，或另一端用尾座顶尖支顶，增加工件的安装刚性。 ⑦检查并解决引起主轴箱温升的各种情况。 a·检查所用润滑油是否合适，应选用L—AN46全损耗系统用润滑油，应按要求定期换油，各箱的油面不低于油标中心线。检查主轴箱油窗是否来油。 b·检查主轴前轴承润滑油的供油量，供油量过多时，轴承不但不能冷却润滑，反而会因严重的搅拌现象而使轴承发热。当然，供油量过少时，温度也会上升。 c．按规定要求调整主轴。 ⑧及时修正刀具，正确选择刀具材料、主轴转速和进给量。
产生运动机械障碍的故障（列举四例） 1．发生闷车现象 【故障原因分析】 主轴在切削负荷较大时，出现了转速明显地低于标牌转速或者自动停车现象。故障产生的常见原因是由于主轴箱中的片式摩擦离合器的摩擦片间隙调整过大，或者摩擦片、摆杆、滑环等零件磨损严重。如果电动机的传动带调节过松也会出现这种情况。 【故障排除与检修】 首先应检查并调整电动机传动带的松紧程度，然后再调整摩擦离合器的摩擦片间隙。如果还不能解决问题，应检查相关件的磨损情况，如内、外摩擦片、摆杆、滑环等件的工作表面是否产生严重磨损。发现问题，应及时进行修理或更换。
2．发生切削自振现象 【故障原因分析】 用切槽刀切槽时，或者加工工件外圆切削负载较大时，在切削过程中会发生刀具相对工件的振动。切削自振现象的产生及其振动的强弱与设备切削系统的动刚度、工件的切削刚度及切削条件有关。当切削条件改变以后，切削自振现象仍然不能排除，主要应检查设备切削系统动刚度的下降情况。尤其主轴前轴承的径向间隙过大，溜板与床身导轨之问的接触面积过小等原因都容易产生这种现象。 【故障排除与检修】 首先要将主轴前轴承安装正确、间隙调整合适，使主轴锥孔中心线的径向圆跳动值符合要求。在此基础上，再对溜板和床身导轨进行检查和刮修，提高其接触刚度。若还不能解决问题，应对切削系统相关零件的配合关系逐个进行检查，发现影响动刚度的因素，务必进行排除。
3．重切削时主轴转速低于标牌上的转速，甚至发生停机现象3．重切削时主轴转速低于标牌上的转速，甚至发生停机现象 【故障原因分析】 ①主轴箱内的摩擦离合器调整过松；或者是调整好的摩擦片，因机床切削超荷，摩擦片之间产生相对滑动，甚至表面被研出较深的沟道；如果表面渗碳硬层被全部磨掉时，摩擦离合器就失去效能。 ②摩擦离合器操纵机构接头与垂直杆的连接松动。 ③摩擦离合器轴上的元宝销、滑套和拉杆严重磨损(下图示)。 而④摩擦离合器轴上的弹簧销或调整压力的螺母松动。 ⑤主轴箱内集中操纵手柄的销子或滑块磨损，手柄定位弹簧过松使齿轮脱开。 ⑥主电动机传动V带调节过松。
【故障排除与检修】 ①调整摩擦离合器，修磨或更换摩擦片。调整时先将手柄18扳到需要调整到的正转或反转的准确位置上，然后把弹簧定位销2(左图)用螺钉旋具按到轴1内，同时拨动调整螺母3，直到螺母压紧离合器的摩擦片为止，再将手柄扳到停车的中间位置，此时两边的摩擦片均应放松，再将螺母3向压紧方向拨动4～7个圆口，并使定位销2重新卡入螺母3的圆口中，防止螺母在转动时松动。 ②打开配电箱盖，轴之间不发生松动。 ③修焊或更换元宝销、滑套和拉杆。 ④检查定位销中的弹簧是否失效，如果缺少弹性就要换新的弹簧，调整好螺母后，把弹簧定位销卡入螺母的圆口中，防止螺母在转动时松动。 ⑤更换销子、滑块，选择弹力较强的弹簧，使手柄定位灵活可靠，确保齿轮啮合传动正常。 ⑥主电动机装在前床腿内，打开前床腿上的盖板，旋转电动机底板上的螺母来调整电动机的位置，可使两V带轮的距离缩小或增大，此例中应使两带轮距离增大，使V带张紧。（右图）
4．停机后主轴有自转现象或制动时间太长 【故障原因分析】 ①摩擦离合器调整过紧，停机后摩擦片仍未完全脱开。 ②主轴制动机构制动力不够。 【故障排除与检修】 ①调整好摩擦离合器(如上例所述)。 ②调整主轴制动机构，制动轮装在轴Ⅳ上，制动轮的外面包有制动带。CA6140型车床制动器有两种类似的结构：一种如左图所示，制动带的拉紧程度由调节螺钉13来调整；另一种如右图所示，调整螺钉2和螺母1来拉紧制动带3，调整后检查当离合器压紧时制动带必须完全松开，否则应把调节螺钉稍微松开一些，控制在主轴转速为320 r／min时，2～3转制动。
润滑系统产生的故障（列举两例） 1．主轴箱油窗不滴油 【故障原因分析】 ①油箱内缺油或滤油器、油管堵塞。 ②油泵磨损，压力过小或油量过小。 ③进油管漏压。 【故障排除与检修】 ①检查油箱里是否有润滑油；清洗滤油器(包括粗滤油器和精滤油器)，疏通油管。 ②检查修理或更换油泵。 ③检查漏压点，拧紧管接头。
2．车床的润滑不良 【故障原因分析】 没有按规定对各摩擦面和润滑系统加油。车床零件的所有摩擦 面，应全面按期进行润滑，以保证车床工作的可靠性，并减少零件的磨损及功率的损失。 【故障排除与检修】 车床的润滑系统图如右图所示。 车床润滑系统图 46-L—AN46号全损耗系统用油； ②一2号钙基润滑脂 油类／两班制换(添)油天数
加油规定： ①车床采用L—AN46号全损耗系统用润滑油，主轴箱及进给箱采用箱外循环强制润滑。油箱和溜板箱的润滑油在两班制的车间约50～60天更换一次，但第一次和第二次应为10天或20天更换以便排出试车时未能洗净的污物。废油放净后，储油箱和油线要用干净煤油彻底洗净，注入的油应用网过滤。油面不得低于油标中心线。 ②油泵由主电机拖动，把润滑油打到主轴箱和进给箱内。开机后应检查主轴箱油窗是否出油。启动主电机1min后主轴箱内应造成油雾，各部可得到润滑油，主轴方可启动。进给箱上有储油槽，使油泵出的油润滑各点。最后润滑油流回油箱。主轴箱后端三角形滤油器，每周应用煤油清洗一次。 ③溜板箱下部是储油槽，应把油注到油标的中心线上。床鞍和床身导轨的润滑是由床鞍内油盒供给润滑油的。每班加一次油，加油时旋转床鞍手柄将滑板移至床鞍后方或前方，在床鞍中部的油 盒中加油，溜板箱上有储油槽，由羊毛线引油润滑各轴承。蜗杆和部分齿轮浸在油中，当转动时，油雾润滑各齿轮，当油位低于油标时应打开加油孔向溜板箱内注油。 ④刀架和横向丝杠用油枪加油。床鞍防护油毡，每周用煤油清洗一次，并及时更换已磨损的油毡。 ⑤交换齿轮轴头有一塞子，每班拧动一次，使轴内的2号钙基润滑脂供应轴与套之间的润滑。 ⑥床尾套简和丝杠、螺母的润滑可用油枪每班加油一次。 ⑦丝杠、光杠及变向杠的轴颈润滑由后托架的储油槽内的羊毛线引油，每班注油一次。 ⑧变向机构的立轴每星期应注油一次(在电气箱内)。
4.1.3 CA6140型普通车床电气故障的分析 1、车床电路图
3.故障分析与处理 • (1)主轴电动机接触器KM不能吸合 • 【故障原因分析】 • ①传动带罩壳没有装好，限位开关S01没有闭合。 • ②带自锁停止按钮SBl没有复位。 • ③热继电器FRl脱扣。 • ④KM接触器线圈烧坏或开路。 • ⑤熔断器FU3熔丝断。 • ⑥控制线路断线或松脱。 • 【故障排除与检修】 • ①重新装好传动带罩壳，压迫限位。 • ②旋转拔出停止按钮SBl。 • ③查出脱扣原因，手动复位。 • ④用万用表测量检查，并更换新线圈。 • ⑤检查线路是否有短路或过载，排除后按原有规格接上新的熔丝。 • ⑥用万用表或接灯泡逐级检查断在何处，查出后更换新线或 • 装接牢固。
3.故障分析与处理 • (2)主轴电动机能启动，但自动空气断路器QF跳闸 • 【故障原因分析】 • ①主回路有接地或相间短路现象。 • ②主电动机绕组有接地或匝间、相间有短路现象。 • ③缺相启动。 • 【故障排除与检修】 • ①用万用表或兆欧表检查相与相及对地的绝缘状况。 • ②用万用表或兆欧表检查匝间、相间及接地绝缘状况。 • ③检查三相电压是否正常。
3.故障分析与处理 • (3)主轴电动机启动后，冷却泵不转 • 【故障原因分析】 • ①旋钮开关SB4没有闭合。 • ②KM辅助触头接触不良。 • ③热继电器FR2脱扣。 • ④KAl接触器线圈烧毁或开路。 • ⑤熔断器FUl熔丝断。 • ⑥冷却泵叶片堵住。 • 【故障排除与检修】 • ①将SB4扳到闭合位置。 • ②用万用表检查触头是否良好。 • ③查明FR2脱扣原因，排除故障后手动复位。 • ④更换线圈或接触器。 • ⑤查明原因，排除故障后，换上相同规格熔丝。 • ⑥清除铁屑等异物。
3.故障分析与处理 • (7)溜板快速移动电动机不转 • 【故障原因分析】 • ①传动带罩壳限位SQl没有压迫。 • ②停止按钮KA2在自锁停止状态。 • ③按钮SB3接触不良。 • ④电动机线圈烧坏。 • ⑤熔断器FU2熔断。 • ⑥机械故障。 • 【故障排除与检修】 • ①调整限位器距离与行程。 • ②修理或更换停止按钮。 • ③修理或更换按钮SB3。 • ④重绕线圈或更换电动机。 • ⑤检查短路原因并排除。 • ⑥排除机械故障。
3.故障分析与处理 • (8)机床照明灯EL不亮 • 【故障原因分析】 • ①灯泡坏。 • ②灯泡与灯头接触不良。 • ③开关接触不良或引出线断。 • ④灯头短路或电线破损对地短路。 • 【故障排除与检修】 • ①更换相同规格的灯泡。 • ②将此灯头内舌簧适当抬起再旋紧灯泡。 • ③更换或重新焊接。 • ④查明原因、排除故障后，更换相同规格熔丝。 • 注意：所有控制回路接地端必须连接牢固，并与大地可靠接通，以确保安全。
