加工中心主軸故障分析與維修

■許昌技師學(xué)院　（河南 461000）　王銀洲

理地調(diào)整前、后導(dǎo)板的位置（見圖2）。

（1）靠導(dǎo)輪一側(cè)的前導(dǎo)板應(yīng)比導(dǎo)輪的圓周面后退一定距離，一般取0.01～0.02mm即可；靠導(dǎo)輪一側(cè)的后導(dǎo)板，應(yīng)與導(dǎo)輪的工作周面齊平。導(dǎo)板絕對(duì)不允許凸出于導(dǎo)輪工作圓周面的外側(cè)。

（2）靠砂輪一側(cè)的前、后導(dǎo)板可比砂輪的工作周面后退一定距離，一般取0.1～0.3mm即可。

8. 選用適宜的切削液及正確的使用方法

無(wú)心磨削時(shí)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)表面燒傷和磨削裂紋，這是因?yàn)樵谀ハ鲿r(shí)產(chǎn)生大量的磨削熱引起的；表面粗糙度差是因?yàn)榍邢饕翰磺鍧嵒驖舛炔粔蛞鸬?。這就要求我們必須選用適宜的切削液并正確使用。曲柄銷經(jīng)過滲碳淬火后硬度高，并且要求很低的表面質(zhì)量，所以我們采用以下措施來(lái)預(yù)防缺陷。

（1）采用H-1高精度磨削液，其具有冷卻及潤(rùn)滑效果顯著、提高表面質(zhì)量、降低砂輪磨損和防銹等特點(diǎn)。

引起表面磨削缺陷的因素還有其他方面，如砂輪的平衡、機(jī)床的潤(rùn)滑、皮帶的使用和砂輪主軸的跳動(dòng)與竄動(dòng)等，這些都需要很好地分析、研究，積極地采取預(yù)防措施，才能從根源上避免產(chǎn)生表面磨削缺陷。

收稿日期：（20140830） （20140820）

（2）選擇正確的使用方法：

加工中心主軸故障分析與維修

■許昌技師學(xué)院（河南 461000）王銀洲

摘要：簡(jiǎn)要介紹了幾例數(shù)控加工中心主軸常見故障，從原理上分析故障產(chǎn)生的原因，并針對(duì)故障現(xiàn)象采取了合理的解決方法。

1. 案例1

故障現(xiàn)象：一臺(tái)漢川機(jī)床廠生產(chǎn)的型號(hào)為XH714D立式加工中心，系統(tǒng)釆用FANUC 0i Mate-MD，在執(zhí)行主軸轉(zhuǎn)動(dòng)指令時(shí)，無(wú)論設(shè)定多大轉(zhuǎn)速，主軸均以3～5r/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，而且在機(jī)床運(yùn)行幾分鐘后，主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)，系統(tǒng)并提示“主軸控制器未就緒”報(bào)警，如圖1所示。

故障分析與解決：筆者打開機(jī)床電氣柜，發(fā)現(xiàn)主軸控制器提示“Er-11”報(bào)警，如圖2所示，此報(bào)警為超載故障報(bào)警。產(chǎn)生此故障的原因一般是由于電動(dòng)機(jī)超載運(yùn)轉(zhuǎn)、傳動(dòng)線路機(jī)械卡死和控制器與主軸電動(dòng)機(jī)配線線路斷接或短路等原因造成的。

首先關(guān)閉機(jī)床，用手轉(zhuǎn)動(dòng)主軸，主軸傳動(dòng)鏈轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，未見異常情況；然后將主軸控制器與主軸電動(dòng)機(jī)配線折下重新安裝，再次打開機(jī)器故障依然存在。

圖1

圖2

當(dāng)筆者再次檢查控制器到主軸電動(dòng)機(jī)配線時(shí)，發(fā)現(xiàn)主軸軸流風(fēng)機(jī)防護(hù)罩上已布滿了灰塵，如圖3所示。經(jīng)檢查，軸流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子由于機(jī)械故障無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，從而造

成超載故障。筆者更換軸流風(fēng)機(jī)后，再次啟動(dòng)機(jī)床故障排除。

圖3

2. 案例2

故障現(xiàn)象：一臺(tái)大河機(jī)床廠生產(chǎn)的型號(hào)為ZXK50，采用GSK980MDc系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控鉆銑加工中心，出現(xiàn)“主軸低擋換高擋失敗，主軸不在高擋，請(qǐng)重新?lián)Q擋”報(bào)警信息。

故障分析與解決：這臺(tái)機(jī)床不是通過變頻器實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，而是通過氣缸帶動(dòng)滑移齒輪實(shí)現(xiàn)主軸2級(jí)自動(dòng)換擋功能，而氣缸是通過電磁閥來(lái)控制的，如圖4所示。也是說在氣壓正常的情況下，出現(xiàn)此故障是由于氣缸沒有動(dòng)作或沒有到位而造成的。

于是筆者通過手動(dòng)操作電磁閥，主軸換擋正常。從而可以證明故障是由于電磁閥損壞造成的。更換電磁閥后，故障排除。

圖4

圖5　主軸前端軸承

3. 案例3

故障現(xiàn)象：同樣一臺(tái)大河機(jī)床廠生產(chǎn)的型號(hào)為ZXK50，采用GSK980MDc系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控鉆銑加工中心，由于主軸機(jī)械卡死無(wú)法工作。

故障分析與解決：該機(jī)床主要用來(lái)完成鉆、銑、鏜、擴(kuò)孔和攻螺紋等多工序的加工。最初機(jī)床在工作過程中，主軸時(shí)而伴隨有“吱吱”聲，后來(lái)噪聲越來(lái)越大，從而造成主軸卡死。在現(xiàn)場(chǎng)分析故障時(shí)，發(fā)現(xiàn)主軸軸頭部分需要定期加注高速潤(rùn)滑脂。詢問操作工人得知，機(jī)床已使用一年左右，從來(lái)沒有在此處加注高速潤(rùn)滑脂。而且在主軸出現(xiàn)有噪聲時(shí)，似乎有金屬粉末從主軸軸頭處落下。把主軸抬高確實(shí)發(fā)現(xiàn)主軸軸頭處有金屬粉末?，F(xiàn)在可以確定是主軸前支撐軸承損壞造成主軸機(jī)械卡死。從機(jī)床廠家提供的主軸結(jié)構(gòu)圖中得知，主軸前支撐配置高精度D3182112雙列圓錐滾子軸承與E8112推力球軸承組合，D3182112雙列圓錐滾子軸承是提高主軸徑向剛度，而E8112推力球軸承承受軸向切削力。

筆者拆下主軸，發(fā)現(xiàn)前端兩個(gè)軸承由于沒有定時(shí)加注高速潤(rùn)滑脂已完全損壞，如圖5所示。更換主軸前支撐的兩個(gè)軸承后，主軸轉(zhuǎn)動(dòng)正常，但換刀時(shí)主軸定向準(zhǔn)停位置不正確，從而造成機(jī)床無(wú)法換刀。

筆者查看主軸伺服驅(qū)動(dòng)單元使用手冊(cè)，總結(jié)出進(jìn)行定向的操作流程如下：

確保伺服單元使能已經(jīng)斷開，將主軸慢慢調(diào)整到定向點(diǎn)，然后記錄下，顯示的位置，寫入?yún)?shù)PA103中，這一參數(shù)就是定向位置。

主軸拆卸和安裝注意事項(xiàng)：

（1）主軸在拆卸過程中，要牢記零部件拆卸的順序及位置，并用記號(hào)筆作標(biāo)記，對(duì)于關(guān)鍵或復(fù)雜部位可用手機(jī)或數(shù)碼相機(jī)拍照，防止在安裝過程中出錯(cuò)。

（2）主軸在安裝前，應(yīng)先查看主軸各軸承的潤(rùn)滑情況；清潔箱體與主軸有接觸的部位，有銳角的地方要注意去除。

（3）在固定主軸于主軸箱時(shí)，要使用扭力扳手，且鎖緊力（7 000N）必須一致，不能有傾角出現(xiàn)。

（4）特別要提醒操作工人，要保證主軸各軸承的潤(rùn)滑情況，并及時(shí)加注潤(rùn)滑油，確保機(jī)床正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1] 宋松，李兵. FANUC 0i系列數(shù)控系統(tǒng)連接調(diào)試與診斷維修[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

[2] 李艷玲，陳運(yùn)安. 數(shù)控機(jī)床原理與維修[M]. 北京：人民郵電出版社，2012.