【摘　要】本文結合實際生產需要，針對數控加（jiā）工中心在使用過程主（zhǔ）軸經常出現的常見典型故障，舉出（chū）典型實例，通過對數控加工（gōng）中心主軸的結（jié）構與工作原理的闡述，剖析了生（shēng）產中刀架出現的故障，並提（tí）出相應的維修方案。

　　【關（guān）鍵詞】加（jiā）工中（zhōng）心；主軸（zhóu）；故障；維修
　　加工中心在（zài）工業生產中的應用日漸廣（guǎng）泛，高自動化、高（gāo）效率的優勢設備給現代製造增（zēng）添了強勁的動力，而如何維護（hù）好這（zhè）些設備便顯得尤為重要。數（shù）控加工中（zhōng）心主軸係統常見的典型故障有外部信號故障、連接器件故障、執行元（yuán）件（jiàn）故障、各種參數（shù）、數據和程序故障、伺服（fú）係統故障和數控係統及（jí）PLC故障等。
　　一（yī）、加工中心主軸組成（chéng）及（jí）工作（zuò）原理
　　加工中（zhōng）心主軸由（yóu）主軸控製係統、主軸、刀（dāo）杆、鋼球（qiú）、空氣噴嘴、套筒、支撐架、拉杆、蝶形彈簧、定位盤、油（yóu）缸（及活塞）、無觸點開關、滾子、限位開關、定位油缸、開（kāi）關組成。當刀具由機械手或其他方法裝到主軸孔後，操作者向數控機床輸入換（huàn）刀指令，指令傳遞給微機，微機發出換（huàn）刀信號（hào），由此控製主軸（zhóu）動作，刀柄後部的拉釘便被送到主軸（zhóu）內拉杆的前端。當接到加緊信號時，液壓缸推杆（gǎn）向主軸後部移動，拉杆在蝶形彈簧（huáng）的作用下也（yě）向後移，其前端圓周上（shàng）的鋼球或拉鉤在主軸錐（zhuī）孔的逼迫下收縮分（fèn）布直徑，將刀柄拉釘緊緊拉住；當液壓缸接到數控係統的鬆刀信（xìn）號時（shí），拉釘克（kè）服彈簧的（de）彈簧力向前移動，使鋼球或拉鉤的分布直徑變大，鬆（sōng）開刀具，鬆開刀柄，以便機械手方便取走刀具。
　　二、典型故障診斷與維修
　　（1）故障現象：主軸部件的拉（lā）杆鋼球損壞。，檢查與分析（xī）。檢查發現（xiàn），主軸鬆刀動作與機械手拔刀（dāo）動作不協調。這是因為限位開關擋鐵裝在氣液（yè）增壓缸的氣缸尾部。第二，排除方法。清洗增壓油缸，更換密封環，給（gěi）增壓油缸注油，氣壓（yā）調整至0.5～0.8MPa，試用後故障（zhàng）消失。（2）故（gù）障現（xiàn）象：某（mǒu）立式加工中心鏜孔精度下降（jiàng）、圓柱度（dù）超差、主軸發熱、噪聲大，但用手撥動主軸轉動阻力較小。，檢查與分析。主軸部件解體（tǐ）檢（jiǎn）查，發現（xiàn）故障原（yuán）因如下：一是（shì）主（zhǔ）軸軸承潤滑脂內混有粉塵和水分，這是因為該加工中心用的壓縮空氣無精濾和幹燥裝置，故氣動吹屑時少（shǎo）量粉塵和水氣竄入主軸軸承潤滑脂內，造成潤滑不良，導致發熱且有噪聲；主軸內錐孔定（dìng）位表麵（miàn）有少許（xǔ）碰傷，錐孔與刀柄錐麵配合不良，有微量（liàng）偏心；二是前軸承預緊力下降，軸承遊隙變大；三是主軸自動夾緊機構內部分碟形彈簧疲勞失效（xiào），刀具未被完全拉（lā）緊，有少許竄動（dòng）。第（dì）二，排除方法。更換前軸承及潤滑脂，調整軸承遊隙，軸向遊隙0.003mm，徑向遊隙士0.002mm；自（zì）製簡易研（yán）具，手工研磨主軸內錐孔定位麵，用塗色（sè）法檢查，保證刀柄與主軸定心錐孔的接觸（chù）麵積大於85%；更（gèng）換碟形彈簧。將（jiāng）修（xiū）好（hǎo）的（de）主（zhǔ）軸裝（zhuāng）回主軸箱，用千分表檢查徑向跳（tiào）動，近端小於0.006mm，遠端150mm處小於0.010mm。試加工，主軸溫升和噪聲正常，加（jiā）工精度滿足加工工藝要求。（3）故障現象：某（mǒu）立式加工中心換刀時衝擊響（xiǎng）聲大（dà），主軸前端撥動刀柄旋轉的定位鍵局部變形。，檢（jiǎn）查與分析。響聲主要出現在機械手插刀階（jiē）段，故障初步確定為主軸準停位置誤差和換（huàn）刀參考點漂移。本機床采用霍爾元件檢測定向，引起主軸準停位（wèi）置不準的原因可能是主軸準停裝置電氣係統（tǒng）參數變（biàn）化、定位不牢（láo）靠或主（zhǔ）軸徑向跳動超差（chà）。首先檢查霍爾（ěr）元件的安裝位置，發（fā）現固定螺釘鬆動，機械手插刀（dāo）時（shí）刀柄（bǐng）鍵槽未對（duì）正主軸前端定位（wèi）鍵，定位鍵被撞壞。第二，排除方法。調整霍爾元件的（de）安（ān）裝位置後擰緊並加防鬆膠。重新調整主軸換刀參考點接近開關的安（ān）裝位置，更換主軸前端的定位鍵，故障消失。（4）故障現象：主軸無法定向負（fù）載超出（chū），08號報警。，檢查與分析（xī）。通過查閱機床維修手冊，08號報警為（wéi）主軸定向報警。在交流主軸控（kòng）製器線路板（bǎn）上找到7個發光二極管（6綠1紅）。這7個指示燈分別表示：定向指令、低速檔、磁（cí）道峰（fēng）值檢測、減速指令、靜定向、定（dìng）向停完成、試驗方式（紅色）。觀察（chá）7個指示燈情況如下：1號燈亮，3、5號燈閃爍。這表明定向指示燈已發（fā）出，磁道（dào）峰值已檢測到，但是係統不能完成定向，主號（hào）軸仍在低速運行，故3、5不斷閃爍。調節主軸控製（zhì）器上電（diàn）位（wèi）器RV5、RV6、RV7，仍不能定向。從以上分析，懷疑是主軸（zhóu）箱上的放大器有問題。分析這（zhè）個不正常現象，判斷就是該軟管盤繞使主軸定向偏移而不能準確定向，造成08號報警。第二，排除方（fāng）法（fǎ）。將主軸上（shàng）的加緊液壓缸軟管順直後裝好，再將主軸控製器中的調節器RV11進行重新調節（jiē），故障排除，報警消除，機床恢複正常運行。
　　三、結（jié）語
　　總之，主軸故（gù）障涉及機械、低壓電器、PLC\傳感器等多科知識，維修人員應（yīng）熟知刀架的機械結構與控製原理以及常用測量工具的使用方法，根據故障現象（xiàng），剖析原（yuán）因（yīn），確定（dìng）合（hé）理的診斷（duàn）與檢測步驟，以便迅速（sù）排除（chú）故障。同時也要求操作人員加強保護措施、延長使用壽命（mìng），比如提高車間電源質（zhì）量（liàng），保持（chí）良好的加工環境條件；防止積塵並定期清除，以完善維護和保養製度為根本，減少機床停機率，有效地提高生產率。
　　參考文獻
　　[1]沈兵，曆承兆．數控係統（tǒng）故障診斷與維修手冊[M]．北京：機械工業出版社，2009
　　[2]龔仲華．數控機床故障診斷與維修500例[M]．北京：機械工業出版社，2004

來源（yuán）：《企業（yè）導（dǎo）報（bào）》2012年（nián）2期