浅谈金属切削数控机床操作过程常见故障及注意事项

张春翊

（甘肃能源化工职业学院，甘肃 兰州 730207）

车铣刨磨钻是金属切削加工成型的基本方式，最初的机械加工主要是以人操作机床，装夹工件、对刀、换刀、退刀等一系列加工流程，生产效率低，加工范围局限，整个过程中对人员的素质、能力要求比较高，在操作过程中往往一不留神，就会出现碰刀、撞车、工件加工误差大，严重的还会出现安全事故。随着计算机技术的飞速发展，计算机逐渐应用在机床上，便形成数控机床，人们只需通过系统软件将一系列加工程序运用数控语言编制出来，输入到机床中，机床中的伺服系统接收到命令后，按照程序指令对工件毛坯进行加工至成型。金属切削数控机床具有高精度、高效率、应用范围广等加工优势，它的应用对于加工业的发展具有积极的促进作用。

1 金属切削数控机床操作过程中的常见故障

工业化水平的快速发展，造就出数控机床的发展已经进入稳步的状态，设备的成熟、系统的稳定大大降低操作过程中的故障率[1]，况且现在的数控系统都具有故障诊断或报警功能，使得现在的数控机床可靠性越来越高。但是在实际的生产操作过程中，受一些外在因素的影响，常常会产生机械或电气设备故障，大致可分为人为原因引起的软故障和维护不及时引起的机械硬故障。

（1）软故障。所谓软故障指的是由于工作人员操作设备不当、设置加工参数不妥时引起的机床不运行，机床停机，机床撞车等事故。比如说一台数控车床刚投入使用的时候，初次系统断电再重新启动时，必须要将操作面板上的模式改成手动，然后手动使各轴返回参考点。否则，就可能发生撞车事故。由于现在的数控机床都具有记忆功能，当发生突然断电或停电时，机床仍会记忆当前的加工程序，所以再次开机时，必须要保证各轴都处于安全的加工区域，防止出现加工事故；再比如说现在的CNC系统内都有一个模拟加工路线的模式，一般操作人员将加工程序编制好后，为了防止出现错误，提高生产效率，都要先进行程序模拟，将操作面板上面的参数设置成模拟的工作模式，程序没问题后进行生产，但有时操作人员未全部将设置的模拟参数改成自动工作条件下的参数，导致主轴正常运转，选择刀具也正常，就是机械手还未选取工件毛坯，程序就开始运行加工，这就是操作设备不当引起的故障。

（2）硬故障。操作机床是一个使用加维护的过程，定期的维护和保养是基本的操作要求，做好日常维护保养，可使设备保持良好的运行状态，防止机床非正常磨损，延长机床设备使用寿命。由于对机床设备使用过程中维护不及时，常常会发生一些机械硬故障，比如在使用过程中疏于对滚珠丝杠螺纹副的维护，会导致数控机床工作过程中发生主轴颤动、丝杠晃动等，从而导致加工零件的误差不能控制在合理的范围；刀库及换刀机械手是机床中的一个重要的机械部件，若忽略对它的维护[2]，在加工过程中往往会发生刀或刀具与工件、夹具发生碰撞，刀库回零位置不准确，机床主轴回换刀点位置不到位等机械硬故障。

2 金属切削数控机床操作过程中应该注意的事项

数控机床作为一种先进的、自动化程度较高的加工设备，为了能充分发挥它的使用优越性，提高生产效率，降低生产强度，减少人身安全事故，在操作过程中不仅对人员的技术水平和文化素质提出了更高的要求，而且刀具的选择、合适的夹具、加工路线的正确编制也是影响加工成本、机床寿命的重要因素，同时还要将机床的系统部件、电气部件、机械部件做好日常的维护与保养。

2.1 建立操作人员的安全意识

操作人员作为生产一线工作者，除了要掌握数控机床的使用性能，还要时刻把安全放在心中，安全生产、安全[3]操作。

①使用机床前，认真阅读机床操作的注意事项，进入工作岗位时必须穿好工作服、工作鞋，女性工作者要戴好工作帽；②机床开机时应遵循先回零、手动、电动、自动的原则，机床开始工作前要先预热，检查机床可动部分是否处于正常的工作状态、润滑系统是否正常工作；③工作过程中，必须关好机床防护门，不准擅离岗位，禁止用手接触刀尖和铁屑，加工过程中，禁止触碰一切运转的部位，认真观察切削及冷却状况，确保机床、刀具的正常运行及工件的质量；④操作过程中若需要更换刀具或调整工件的位置，必须停机后进行，还要按下急停按钮做到双保险。

2.2 合理选择切削三大项

数控机床与传统机床不同，它是一次装夹，连续自动加工完成所有切削工序，所以在金属切削过程中要选择合理的刀具、夹具、建立正确的加工路线。首先操作人员要依据加工材料的形状、加工精度选择正确的夹具，减少加工过程中的定位误差，如数控车床中以液压动力卡盘和尾座为主要的夹具，其中三爪定心卡盘能自动定心，装夹效率比四爪单动卡盘高，但夹紧力没有四爪单动卡盘大，三爪卡盘不能装夹形状不规则的工件；其次操作人员还要能根据成型零件的特点，合理制定加工路线，在保证加工精度和表面粗糙度的前提下，尽量缩短加工路线，减少刀具空行程时间，提高生产效率；最后还要根据成型零件上面的加工工艺选择合适的刀具，如车螺纹就要选择合适的螺纹刀，铣键槽需选择键槽铣刀，工件切断要选择切断刀等做到专刀专用，提高刀具的使用寿命。

2.3 加强机床设备的维护与保养

数控机床的稳步运营离不开日常的维护与保养，而不管是机床的系统部件、电气部件以及机械部件都是机床的重要组成部分。因此，在日常操作过程中，必须加强对这些部件的检查，及时维护，保证安全运转。

数控机床在金属切削中发挥着重要的作用，形状复杂的零件通过数控加工程序可以一次成型，无需采用拼焊成型的方式，增加了工件的美观性，一个程序可以无限循环的批量加工，节省加工时间，提高经济效益，因此在操作过程中，操作人员必须爱护设备，文明操作，充分发挥数控机床的生产特性。