淺談金屬切削數控機床操作過程常見故障及注意事項

張春翊

（甘肅能源化工職業學院，甘肅 蘭州 730207）

車銑刨磨鉆是金屬切削加工成型的基本方式，最初的機械加工主要是以人操作機床，裝夾工件、對刀、換刀、退刀等一系列加工流程，生產效率低，加工范圍局限，整個過程中對人員的素質、能力要求比較高，在操作過程中往往一不留神，就會出現碰刀、撞車、工件加工誤差大，嚴重的還會出現安全事故。隨著計算機技術的飛速發展，計算機逐漸應用在機床上，便形成數控機床，人們只需通過系統軟件將一系列加工程序運用數控語言編制出來，輸入到機床中，機床中的伺服系統接收到命令后，按照程序指令對工件毛坯進行加工至成型。金屬切削數控機床具有高精度、高效率、應用范圍廣等加工優勢，它的應用對于加工業的發展具有積極的促進作用。

1 金屬切削數控機床操作過程中的常見故障

工業化水平的快速發展，造就出數控機床的發展已經進入穩步的狀態，設備的成熟、系統的穩定大大降低操作過程中的故障率[1]，況且現在的數控系統都具有故障診斷或報警功能，使得現在的數控機床可靠性越來越高。但是在實際的生產操作過程中，受一些外在因素的影響，常常會產生機械或電氣設備故障，大致可分為人為原因引起的軟故障和維護不及時引起的機械硬故障。

（1）軟故障。所謂軟故障指的是由于工作人員操作設備不當、設置加工參數不妥時引起的機床不運行，機床停機，機床撞車等事故。比如說一臺數控車床剛投入使用的時候，初次系統斷電再重新啟動時，必須要將操作面板上的模式改成手動，然后手動使各軸返回參考點。否則，就可能發生撞車事故。由于現在的數控機床都具有記憶功能，當發生突然斷電或停電時，機床仍會記憶當前的加工程序，所以再次開機時，必須要保證各軸都處于安全的加工區域，防止出現加工事故；再比如說現在的CNC系統內都有一個模擬加工路線的模式，一般操作人員將加工程序編制好后，為了防止出現錯誤，提高生產效率，都要先進行程序模擬，將操作面板上面的參數設置成模擬的工作模式，程序沒問題后進行生產，但有時操作人員未全部將設置的模擬參數改成自動工作條件下的參數，導致主軸正常運轉，選擇刀具也正常，就是機械手還未選取工件毛坯，程序就開始運行加工，這就是操作設備不當引起的故障。

（2）硬故障。操作機床是一個使用加維護的過程，定期的維護和保養是基本的操作要求，做好日常維護保養，可使設備保持良好的運行狀態，防止機床非正常磨損，延長機床設備使用壽命。由于對機床設備使用過程中維護不及時，常常會發生一些機械硬故障，比如在使用過程中疏于對滾珠絲杠螺紋副的維護，會導致數控機床工作過程中發生主軸顫動、絲杠晃動等，從而導致加工零件的誤差不能控制在合理的范圍；刀庫及換刀機械手是機床中的一個重要的機械部件，若忽略對它的維護[2]，在加工過程中往往會發生刀或刀具與工件、夾具發生碰撞，刀庫回零位置不準確，機床主軸回換刀點位置不到位等機械硬故障。

2 金屬切削數控機床操作過程中應該注意的事項

數控機床作為一種先進的、自動化程度較高的加工設備，為了能充分發揮它的使用優越性，提高生產效率，降低生產強度，減少人身安全事故，在操作過程中不僅對人員的技術水平和文化素質提出了更高的要求，而且刀具的選擇、合適的夾具、加工路線的正確編制也是影響加工成本、機床壽命的重要因素，同時還要將機床的系統部件、電氣部件、機械部件做好日常的維護與保養。

2.1 建立操作人員的安全意識

操作人員作為生產一線工作者，除了要掌握數控機床的使用性能，還要時刻把安全放在心中，安全生產、安全[3]操作。

①使用機床前，認真閱讀機床操作的注意事項，進入工作崗位時必須穿好工作服、工作鞋，女性工作者要戴好工作帽；②機床開機時應遵循先回零、手動、電動、自動的原則，機床開始工作前要先預熱，檢查機床可動部分是否處于正常的工作狀態、潤滑系統是否正常工作；③工作過程中，必須關好機床防護門，不準擅離崗位，禁止用手接觸刀尖和鐵屑，加工過程中，禁止觸碰一切運轉的部位，認真觀察切削及冷卻狀況，確保機床、刀具的正常運行及工件的質量；④操作過程中若需要更換刀具或調整工件的位置，必須停機后進行，還要按下急停按鈕做到雙保險。

2.2 合理選擇切削三大項

數控機床與傳統機床不同，它是一次裝夾，連續自動加工完成所有切削工序，所以在金屬切削過程中要選擇合理的刀具、夾具、建立正確的加工路線。首先操作人員要依據加工材料的形狀、加工精度選擇正確的夾具，減少加工過程中的定位誤差，如數控車床中以液壓動力卡盤和尾座為主要的夾具，其中三爪定心卡盤能自動定心，裝夾效率比四爪單動卡盤高，但夾緊力沒有四爪單動卡盤大，三爪卡盤不能裝夾形狀不規則的工件；其次操作人員還要能根據成型零件的特點，合理制定加工路線，在保證加工精度和表面粗糙度的前提下，盡量縮短加工路線，減少刀具空行程時間，提高生產效率；最后還要根據成型零件上面的加工工藝選擇合適的刀具，如車螺紋就要選擇合適的螺紋刀，銑鍵槽需選擇鍵槽銑刀，工件切斷要選擇切斷刀等做到專刀專用，提高刀具的使用壽命。

2.3 加強機床設備的維護與保養

數控機床的穩步運營離不開日常的維護與保養，而不管是機床的系統部件、電氣部件以及機械部件都是機床的重要組成部分。因此，在日常操作過程中，必須加強對這些部件的檢查，及時維護，保證安全運轉。

數控機床在金屬切削中發揮著重要的作用，形狀復雜的零件通過數控加工程序可以一次成型，無需采用拼焊成型的方式，增加了工件的美觀性，一個程序可以無限循環的批量加工，節省加工時間，提高經濟效益，因此在操作過程中，操作人員必須愛護設備，文明操作，充分發揮數控機床的生產特性。