加工中心主軸的異常故障分析技巧及處理措施

1.引言

加工中心是高速、高精密、高自動化、結(jié)構(gòu)異常復雜的先進加工設備，在現(xiàn)代制造業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用，一旦發(fā)生故障，極大的影響企業(yè)的生產(chǎn)效率，雖然加工中心都具有著很好的故障自診功能，在加工中心發(fā)生故障時大部分都會有報警信息提示，但有時候加工中心的故障是綜合形式的，沒有報警信息，無法區(qū)分是機械問題、電氣問題，還是液氣壓問題、CNC系統(tǒng)，需要維修人員具有較多的知識和綜合判斷能力和豐富的維修經(jīng)驗。本文根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，對加工中心常見的主軸故障進行了詳細的分析，并提出了相應的維修措施，為加工中心的維修和維護提供了有效的借鑒。

2.加工中心主軸的常見故障分析

加工中心的主軸通常使用伺服調(diào)速電動機調(diào)速，其結(jié)構(gòu)相對簡單，但是加工中心有刀具自動夾、和切屑自動清除裝置以及主軸準停裝置，常見的主軸故障也多發(fā)生在這些部位，下面對其進行具體的分析。

1.1主軸發(fā)熱、旋轉(zhuǎn)精度下降問題

故障發(fā)生的現(xiàn)象：

加工出來的工件孔精度偏低，圓柱度很差，主軸發(fā)熱很快，加工噪聲很大。

故障原因分析：

經(jīng)過對機床主軸長期觀察可以確定，機床主軸的定心錐孔在多次換刀過程中受到損傷，主要損傷原因是使用過程中換刀的拔、插到失誤，損傷了主軸定心孔的錐面。

仔細分析后發(fā)現(xiàn)主軸部件的故障原因有四點：

（1）主軸軸承的潤滑脂不合要求，混有粉塵雜質(zhì)和水分，這些雜質(zhì)主要來源于該加工中心用的沒有經(jīng)過精餾和干燥的壓縮空氣，在氣動清屑時，粉塵和水氣進入到主軸軸承的潤滑脂內(nèi)，導致主軸軸承潤滑不好，產(chǎn)生大量噪聲；

（2）主軸內(nèi)用于定位刀具的錐形孔定位面上有損傷，導致主軸的錐面和刀柄的錐面不能完美配合，加工的孔出現(xiàn)微量偏心；

（3）主軸的前軸承預緊力下降，導致軸承的游隙變大；

（4）主軸內(nèi)部的自動夾緊裝置的彈簧疲勞失效，刀具不能完整拉緊，偏離了原本位置。

針對以上原因，故障處理措施：

（1）更換主軸的前端軸承，使用合格的潤滑脂，并調(diào)整軸承游隙；

（2）將主軸內(nèi)錐形孔定位面研磨合格，用涂色法檢測保證與刀柄的接觸面不低于90%；

（3）更換夾緊裝置的彈簧，調(diào)整軸承的預緊力。

除此之外，在操作過程中要經(jīng)常檢查主軸的軸孔、刀柄的清潔和配合狀況，要增加空氣精濾和干燥裝置，要合理安排加工工藝，不可使機器超負荷工作。

1.2加工中心的主軸部件的拉桿鋼球損壞問題

故障發(fā)生的現(xiàn)象：

主軸內(nèi)刀具自動夾緊機構(gòu)的拉桿鋼球經(jīng)常損壞，刀具的刀柄尾部錐面也經(jīng)常損壞。

故障原因分析：

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，主軸松刀動作與機械手拔刀動作不協(xié)調(diào)，具體原因是限位開關安裝在增壓氣缸的尾部，在氣缸的活塞動作到位時，增壓缸的活塞不能及時到位，導致在夾緊結(jié)構(gòu)的機械手還未完全松開時就進行了暴力拔刀，嚴重損壞了拉桿鋼球和拉緊螺釘。

故障處理措施：

對油缸和氣缸進行清洗，更換密封環(huán)，調(diào)整壓強，使兩者動作協(xié)調(diào)一致，同時定期對氣液增壓缸進行檢查，及時消除安全隱患。

1.3主軸部件的定位鍵損壞問題

故障發(fā)生的現(xiàn)象：

換刀聲音較大，主軸前端撥動刀柄旋轉(zhuǎn)的定位鍵發(fā)生局部變形。

故障原因分析：

經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，換刀過程中的巨大聲響發(fā)生在機械手插刀階段，原因是主軸準停位置有誤差問題以及主軸換刀的參考點發(fā)生漂移問題。加工中心通常采用霍爾元件進行定向檢測，霍爾元件的固定螺釘在長時間使用后出現(xiàn)了松動，導致機械手插刀時刀柄的鍵槽沒有對準主軸上的定位鍵，故而會撞壞定位鍵；而主軸換刀的參考點發(fā)生漂移可能是CNC系統(tǒng)的電路板發(fā)生接觸不良、電氣參數(shù)變化、接近開關固定松動等，參考點漂移導致刀柄插入到主軸錐孔時，錐面直接撞擊定心錐孔，產(chǎn)生異響。

故障處理措施：

調(diào)整霍爾元件的安裝位置，并加防松膠緊固，同時調(diào)整換刀參考點，更換主軸前端的定位鍵。除此之外，在加工中心使用過程中要定期檢查主軸準停位置和主軸換刀參考點的位置變化，發(fā)生異?，F(xiàn)象要及時檢查。

除此之外，加工中心還會發(fā)生一些其他的故障，在進行維修時，要本著先外圍后內(nèi)部、先軟件后硬件、先機械后電氣的原則，根據(jù)加工中心的相關資料和加工工藝，對故障進行仔細的檢查?逐步縮小故障范圍，Z后確定故障原因，在可行的范圍內(nèi)提出處理措施并記錄下來供以后維修使用。

3.結(jié)束語

加工中心主軸是加工中心的核心部件，在使用過程中要對它細致的維護和保養(yǎng)，對于一些常見的機械故障要通過日常的檢查及時發(fā)現(xiàn)并處理，減少加工中心的故障停機次數(shù)和維修時間，保證加工中心日常運轉(zhuǎn)，延長加工中心的使用壽命，為企業(yè)的生產(chǎn)節(jié)省成本。

（來源：網(wǎng)絡）