數控機床的常見機械故障與維護

摘要：數控機床是一種技術含量很高的機、電、儀一體化的高效的自動化機床。文章就數控機床常見的機械故障進行分析，并提出維護措施。

關鍵詞：數控機床；機械故障；維護措施

中圖分類號：TG659文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2011）16-0093-01

當前，數控機床應用已相當廣泛，其具有諸多的優點，如加工柔性好、精度高、生產效率高等。但由于其應用技術越來越先進和復雜，對維修人員的素質要求也越來越高，在數控機床故障的排除過程中，維修人員要具備較深的專業知識及豐富的維修經驗，才能對數控機床的故障部位準確判斷及時處理。

1數控機床故障診斷原則與基本要求

數控機床的機械故障指的是數控機床系統喪失了其規定的功能。機械故障可按其表現性質、形式、起因等可分為多種類型。但不論出現哪種故障類型，在進行診斷處理時，都要遵循其診斷原則及診斷要求。

①數控機床排障原則。排障原則主要包括：對故障現象進行充分調查，要對機械操作者進行詢問調查，仔細了解出現故障的過程、現象及采取了什么處理措施等。之后再對故障現場做細致的勘測；運用開闊的思路來查找故障的起因，只要有可能引起這一故障的原因，不管是集成電器，還是機械、液壓，都盡可能全面地列出來。之后進行綜合判斷及優化選擇，最后來確定產生故障的原因；在進行故障診斷時，應采取先機械后電氣，先靜態后動態的原則。在檢修前，應先注意排除其機械性故障。然后在運行狀態下，再進行動態觀察、檢驗及測試，找出故障。而對通電后有可能出現的破壞性故障，必須先排除其危險，才可通電。

②故障診斷要求。在進行數控機床的故障診斷時，除了要求有豐富的專業知識，還要求進行故障診斷人員需要有一定的實踐操作經驗，并能結合其實際經驗，進行分析和思考，通過對故障機床的實際操作來分析故障產生的原因。在進行維修時，完備的維修工具和診斷儀表是必不可少的，常用的維修工具有鉗子、螺絲刀、扳手及電烙鐵等，常用的檢測儀表有示波器、萬用表及信號發生器等。除了這些要求外，維修人員還要準備必要的技術資料，例如結構布局圖紙、數控機床電器原理圖紙、維修說明書、數控系統參數說明書、安裝、操作以及使用說明書等。

2數控機床的常見機械故障與維護

2.1主軸電機

數控機床的變頻調速電動機常見的機械故障表現為電機發熱、振動、噪聲等。

①電機發熱。首先排除電器故障引起的電機發熱，機械故障一般是電機軸承損壞、軸承間隙大導致電機轉子高速旋轉時與定子摩擦或者軸承缺潤滑脂引起的，散熱排風扇不工作或損壞等。維修方法：更換電機軸承或者軸承加適量潤滑脂，檢查排風扇，清除排風扇上的污物。

②電機振動。振動的原因除了軸承損壞，電機緊固螺栓松動或者電機皮帶輪與電機軸間隙過大都能引起電機振動。維修方法：更換電機軸承或者軸承加潤滑脂，緊固電機與機床床身連接螺栓，檢查皮帶輪動平衡，皮帶輪內孔尺寸與電機主軸的配合間隙是否超差。

③電機噪聲。電機產生噪聲的機械故障原因主要是電機軸承損壞或軸承缺少潤滑脂引起。維修方法：更換電機軸承，軸承重新更換潤滑脂，采用耐高溫的潤滑脂，且潤滑脂涂抹要適量。

2.2主軸箱

主軸箱部件是機床的重要部件之一（見圖1）。主軸的主要故障表現為主軸發熱、噪音、加工尺寸不穩定等。

①主軸發熱、噪音。主軸發熱的原因主要是軸承損壞或軸承缺潤滑脂，軸承預緊力過緊引起的。維修方法：主軸發熱要先找到發熱源，判斷哪一端軸承發熱引起的，然后轉動主軸，判斷主軸轉動時松緊是否均勻，有沒有沉點。如果是軸承引起的主軸發熱，就要更換或清洗主軸軸承、軸承加適量潤滑脂。如果軸承預緊力過大引起的發熱，先分別檢查測量前后軸承與軸承間隙調整墊之間的間隙，要求在無鎖緊螺母的外力下，軸承與軸承間隙調整墊的間隙在0.08～0.10mm間，然后重新鎖緊螺母，消除軸承間隙即可。

②加工尺寸不穩定。主軸軸承損壞或軸承間隙過大或過小都會引起加工產品尺寸不穩定。維修方法：檢查更換主軸軸承。軸承磨損嚴重會直接影響加工工件的尺寸精度和工件表面粗糙度。調整軸承間隙調整墊的厚度，使主軸的軸向跳動和徑向跳動達到最佳狀態。

2.3靜壓電主軸技術

靜壓電主軸常見的故障有主軸發熱、加工尺寸不穩定等。

①主軸發熱。主軸發熱的主要原因是靜壓油通過旋轉摩擦發熱，導致主軸升溫，所以靜壓系統要有良好的冷卻系統，一般靠安裝冷卻空調或散熱器解決。

②加工尺寸不穩定。以BHT-20銷孔鏜床為例，被加工的活塞尺寸不穩定主要表現為銷孔圓度超差、銷孔的尺寸不穩定等。維修方法：因為主軸旋轉時利用油膜托住主軸，所以要求靜壓壓力前后穩定均勻是保證加工尺寸穩定的關鍵。先檢查調整靜壓壓力，使主軸前端和后端的靜壓壓力在0.5～0.8 MPa之間，保證回油管回油暢通，無氣泡。清洗過濾網和噴油孔，使各噴油孔無污物堵塞，噴油均勻。

2.4導軌

導軌故障主要是運動質量下降。如：托板未運動到規定位置、運行中斷、定位精度下降、反向間隙增大、爬行等。維修方法：調整預緊力、調整松動部位、消除傳動間隙等可提高傳動精度；調整楔鐵條與托板間隙，使托板與導軌的摩擦力適中，提高運動精度。貼塑導軌要保證貼塑良好，無破損；導軌與導軌的間隙不能存有贓物，必須要有良好的防護裝置；靜壓導軌應有一套過濾效果良好的供油系統；定時、定量、準確的給每一個運動部位潤滑良好。

2.5絲杠

目前，數控機床基本上都采用了滾珠絲杠傳動。其常見的機械故障有軸向間隙過大、絲杠轉動、有沉點等。維修方法：若軸向間隙過大，檢查調整絲杠的軸向間隙，絲杠兩端的支撐軸承是否良好，調整軸承預緊螺母，使絲杠的軸向間隙在0.01 mm內，保證傳動精度。對于滾珠絲杠螺距的累積誤差，通常采用間隙補償的辦法進行螺距補償；如絲杠轉動有沉點，檢查絲杠支撐和床身連接是否松動及絲杠支撐軸承是否損壞，定期清洗滾珠絲杠上的費舊油脂和雜物切屑；測量絲杠與傳動電機主軸的同軸度是否合格，避免過度的彎曲負載。

2.6旋轉刀庫

旋轉刀庫一般出現的機械故障是刀庫旋轉不到位、刀庫不轉動等。

①刀庫不轉動。維修方法：檢查聯接電動機軸與蝸桿軸的聯軸器是否脫落，檢查液壓刀庫壓力是否穩定，換向閥、節流閥是否靈敏。

②刀庫轉不到位。維修方法：原因可能是裝置調整不當或加工誤差過大而造成撥叉位置不正確；限位開關安裝不正確或調整不當造成的?？赏ㄟ^調整刀庫提起的間隙和限位開關的位置消除故障。

另外，數控機床其它方面，如液壓部分、潤滑系統以及其它輔助部分都可能出現故障，這就需要數控機床操作人員定期檢查，做好維護和保養工作。

總之，在數控機床的故障修理中，對故障的判斷經驗只能在實踐中不斷進行摸索，不斷總結及提高，以適應新型設備維修的需要。而且，數控機床系統的維修工作不是一個簡單孤立的過程，它不但需要有豐富的實踐經驗，更需要有過硬的業務素質及技術能力，只有這樣才能應對數控機床系統出現的各種問題。

參考文獻：

[1] 孫漢卿.數控機床維修技術[M].北京:機械工業出版社， 2005.

[2] 沈兵.數控機床數控系統維修技術與實例[M].北京:機械工 業出版社，1999.