作者：羅小發（電子科技大學中山學院，廣東中山）
摘 要：本文結合加工中心機械係（xì）統故障實例，對加工中心機械係統常見故障進行歸納（nà）和闡述，全麵分析了故障產生（shēng）的原因，係統介紹了檢修的具體步驟，提（tí）出了（le）相應的維修、保養措施。
關（guān）鍵詞：加工中心；檢修
一（yī）、主軸係統（tǒng）常見（jiàn）故障
1．主軸發熱，旋轉精度下降
某立式（shì）加工中心鏜孔精度下降，圓柱度超差，主軸發熱，噪聲大，但用手撥動主（zhǔ）軸轉動阻（zǔ）力較小。
(1)故障分（fèn）析。主軸部件解體檢查，發現故障原（yuán）因如下（xià）：①主軸軸承潤滑脂內混有粉塵和（hé）水（shuǐ）分，這（zhè）是因為該加工中心用的壓縮空氣無精（jīng）濾和幹燥裝置，故（gù）氣動吹屑時（shí）少量粉（fěn）塵和（hé）水氣竄入主軸軸承潤滑脂內，造（zào）成潤滑不良（liáng），導致（zhì）發熱且有噪聲；主（zhǔ）軸內錐孔定位表麵有少許碰傷，錐孔與刀柄（bǐng）錐麵配合不良（liáng），有微量偏心；②前軸承預緊力下降，軸承遊隙變大；③主軸（zhóu）自動（dòng）夾緊（jǐn）機構內部分碟（dié）形彈簧疲勞失效，刀具未被完全拉緊（jǐn），有少（shǎo）許竄（cuàn）動。
(2)故障處理。更換前軸承（chéng）及潤滑脂，調整軸承遊隙，軸向遊隙0.003mm，徑向遊隙士0.002mm；自製簡易研具，手工（gōng）研磨主軸內錐孔定位麵，用塗色法檢查，保證刀柄與主軸定心錐孔的（de）接觸麵積大於85%；更換（huàn）碟形（xíng）彈簧。將修好的主軸（zhóu）裝（zhuāng）回主軸箱，用千分表檢查徑向跳動（dòng），近端小於0.006mm，遠端150mm處小於0.010mm。試加工，主軸溫升和噪（zào）聲正常，加工（gōng）精度滿足加工工藝要求，故障排除。
(3)改進（jìn）措施：
①增（zēng）加壓（yā）縮空氣精濾和幹燥裝置，過濾器（qì）要定（dìng）期排水，定期清洗或更換濾芯；
②隨時檢查主軸錐孔、刀柄的清潔和配合狀況，檢查空氣幹燥器工作是否正常；
③合理安排加工工藝，避免材料切除率陡變；
④嚴（yán）禁超（chāo）負荷運行，有故障應及時報修，不得帶（dài）病運行。
2．主軸部件的拉杆鋼球損壞
(1)故障現象。某立式加工中心主軸內刀具自動夾緊機構的拉杆鋼球（qiú）和刀柄拉緊螺釘尾部錐麵（miàn）經常損壞。
(2)故障分析。檢查發現，主軸鬆刀動作與機械手拔刀動作不協調。這（zhè）是因為限位開（kāi）關（guān）擋鐵裝在氣液增壓缸的氣缸尾（wěi）部，雖然氣缸活塞動作到位，增壓缸活塞動作卻沒有到位，致使機械（xiè）手在刀柄還（hái）沒有完全鬆（sōng）開的情況下強行（háng）拔刀，損壞拉杆鋼球及拉緊螺釘：
(3)故障（zhàng）處理。清（qīng）洗（xǐ）增壓油缸，更（gèng）換密封環，給增壓油缸注油，氣壓調整（zhěng）至0.5~0.8MPa，試用後故障消失。
(4)改進措施：
①定（dìng）期檢查並（bìng）清潔氣液增壓油（yóu）缸，監測刀具自動夾緊機構各部分的運行狀況，及時消除故障隱患；
②定期檢查調整氣壓和液壓係統壓力，檢驗液壓油質，如氧化變質應及（jí）時更換。
3．主軸部件的定位鍵（jiàn）損壞
(1)故障現象。某立式加工中心換刀時衝擊響聲大，主軸前端撥動刀柄旋轉的定位鍵局部變形。
(2)故障分析。響聲主要出現在機械（xiè）手插刀階段，故障初步確定為主（zhǔ）軸（zhóu）準停位置誤差和換刀（dāo）參考點（diǎn）漂移。本機床采用霍爾元件（jiàn）檢測定向（xiàng），引起主軸（zhóu）準（zhǔn）停位置不準的（de）原因可能（néng）是主軸準停裝置電氣係統參數變化、定位不牢靠或主軸徑向跳動超差。首先檢查霍爾元件的安裝（zhuāng）位置，發現固（gù）定螺釘鬆動，機械手插刀時刀柄鍵槽未（wèi）對正主軸前端定位鍵，定位鍵被（bèi）撞（zhuàng）壞。主軸換刀參考點接近開關的安裝（zhuāng）位置同樣有鬆動（dòng）現象，使換刀參考點微量下移，刀柄插人（rén）主軸錐（zhuī）孔時錐麵直接撞擊（jī）主軸定心錐孔，產生（shēng）異響。
(3)故障處理。調整霍爾元件的安裝位置後擰緊並加（jiā）防鬆（sōng）膠。重新調整主（zhǔ）軸換刀參考點接近開關的安裝位（wèi）置，更（gèng）換主軸前端的（de）定位鍵，故障消失。
(4)改進（jìn）措施定期（qī）檢查清潔主軸準停裝置和主軸換刀參考（kǎo）點定位裝置，注意觀（guān）察（chá）刀（dāo）柄插入主軸錐孔時的狀態，及時消除故障（zhàng）隱患。
二、進給傳動係統常見故障
1. Y軸運動中斷（duàn）
(1)故障現象某CINCINNATI立式加工中心，Y軸運動到某點後中斷。
(2)故障分析。經檢查，Y軸斷路器跳閘，複位後Y軸仍不（bú）能運動。初步（bù）確定為（wéi）Y軸卡死或（huò）伺服驅動係統故障（zhàng）。首先檢查Y向滑座導軌及鑲條間隙，無問題。斷電後用手不1fed能轉（zhuǎn）動Y軸滾珠絲杆螺母機構，確認係因日常（cháng）維護保養不（bú）當，致使Y軸絲杆螺（luó）母卡死。
(3)故障處（chù）理。取出Y軸滾珠絲杆螺母副，找一（yī）合適的鉗台夾緊，將鎖緊螺母退鬆，用手（shǒu）轉動滾珠絲杆。徹底清（qīng）洗（xǐ）後重裝並調（diào）整絲杆螺母副的預緊力。預緊力一般（bān）為Z大載荷的1/3，是靠（kào）測量（liàng）預緊後增加的摩擦力矩來換算的。將滾（gǔn）珠絲杆（gǎn）螺母副裝回加（jiā）工中心（xīn），檢查並調整絲杆兩端向心推力組合軸承（chéng）的預緊力，用手轉動滾珠（zhū）絲杆的（de）鬆緊程度以初定預緊力大小，重新調整滑座導軌及鑲條間隙。試車後（hòu）故障排除。
(4)改進措施：
①及時、徹底清理加工中心各部分的切屑，防止灰塵或切屑進入滾珠絲杆螺母副；
②工（gōng）作中應避免碰擊滾珠絲（sī）杆螺（luó）母副防護裝置，防護裝置一旦（dàn）損壞應立（lì）即（jí）更（gèng）換（huàn）；
③每半年清除一次滾珠絲杆（gǎn）上（shàng）舊的潤滑脂，塗上新的潤滑脂。
2. X、Y兩軸（zhóu）插補加工圓台（tái）（或內孔）時，圓度誤差超差
(1)故障現象。某CINCINNATI立式加工中心X、Y兩軸聯動加（jiā）工圓台（tái）時（shí）誤差大，工件圓台在（zài）過象限處有一較明顯的起伏。
(2)故障分析。初步判斷是X、Y軸的定位精度差或是X、Y軸有關位置補償參數變化（huà）。調出CNC係統X、Y軸（zhóu）位置（zhì）補償參（cān）數檢（jiǎn）查，均在（zài）要求範圍。在JOG模式下低速轉動Y軸，用千分表檢查，發現（xiàn）Y軸軸向（xiàng）竄動達0.2mm。檢查Y軸進給傳動鏈前、後支承座（zuò），絲杆電機支（zhī）架及電機軸承無異常，絲杆軸承座內軸承遊（yóu）隙及預（yù）緊正常，但軸（zhóu）承座壓蓋（gài）輕微鬆動。
(3)故障處理。調整絲杆軸承座壓蓋，使其壓緊軸承外（wài）圈（quān）端（duān）麵（miàn），擰緊鎖（suǒ）緊螺母。重新檢測Y軸軸向竄動，小於0.005mm。重裝後試加工，故（gù）障排除。
(4)改進措施：
①加強進（jìn）給傳動鏈的日常檢查維護，及時緊固鬆動部位；
②通過對加工零件的檢（jiǎn）測，及時對進給傳動鏈進行調整；
③每年應檢查一次進給傳動鏈（liàn）的反向間隙和絲杆螺距誤差並及時補償，作（zuò）出詳細（xì）記（jì）錄存檔。
三、ATC裝置
1．刀具插入主軸錐孔未卡（kǎ）緊
(1)故障現象（xiàng）。某龍（lóng）門加工中心（xīn）主軸拉刀鬆（sōng）動。
(2)故障分析。加工中（zhōng）心刀具是靠主軸上部的蝶形彈簧拉緊的，拉不緊刀的可能原因（yīn）有：①蝶形彈（dàn）簧變形或失效；
②刀柄尾拉緊螺釘鬆動。首先檢查刀柄尾拉（lā）緊螺釘，發現與刀（dāo）柄的螺紋聯接鬆動退絲（sī），後退了（le）約一個螺距。蝶形彈簧未失效。
(3)故障處理。調整（zhěng）刀柄尾拉緊螺（luó）釘在刀柄的軸向位置並加裝鎖緊螺母，故障排除。
(4)改進（jìn）措施：
①經（jīng）常檢查刀柄尾（wěi）拉緊螺釘的緊（jǐn）固狀（zhuàng）況；
②在刀柄尾拉緊螺釘和刀柄間加裝鎖緊螺（luó）母。
2．刀具交換過程噪聲較大
(1)故障現象。某龍門加工（gōng）中心刀具自動交（jiāo）換過程速度過快，噪聲較大。
(2)故障分析。經檢查，機械手拔、插刀過程速度過快，缺少緩衝過程，產生較大的撞擊。該機械手的拔（bá）、插刀運動由液壓油缸驅動，導致液壓油（yóu）缸活塞速度過快的原因主（zhǔ）要有：
①液壓油氧化變質；
②液壓係統冷卻（què）器工作不正常，油（yóu）溫過高；調速閥節流（liú）螺釘鬆（sōng）動。檢查發現液壓係統冷卻器周圍堆積了很多灰塵，導致冷卻效率降低（dī），油溫升高，調速（sù）閥節流效果差，機械手拔、插刀過程速度變快。而液壓油無變質，調速閥節流螺釘亦未鬆動。
(3)故障處理。徹（chè）底清（qīng）理冷卻器周圍堆積（jī）的灰塵，分析調節（jiē）機械手拔、插刀油路的調速閥（fá），使轉向速度合適（shì）。為了減小拔、插刀過程的衝擊，分（fèn）別調節拔、插刀油缸兩端的節流螺釘，增加油缸行程末端的緩衝行程。調（diào）節完畢後重新試車，故障排除。
(4)改進措施：
①嚴格執行液（yè）壓係統定期調整、清（qīng）洗（xǐ）、過濾和更換製度，確保液壓係統壓力、流量、流速穩定；
②定期清掃液壓係統冷卻器和冷卻風扇上的灰塵。隨時觀察冷卻器的工作狀況，嚴格控製油（yóu）液溫升。
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