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久研軸承科技（安徽）有限公司
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加工中心維修

2010-10-27

作者：羅小發(fā)（電子科技大學(xué)中山學(xué)院，廣東中山）
　　摘　要：本文結(jié)合加工中心機(jī)械系統(tǒng)故障實(shí)例，對加工中心機(jī)械系統(tǒng)常見故障進(jìn)行歸納和闡述，全面分析了故障產(chǎn)生的原因，系統(tǒng)介紹了檢修的具體步驟，提出了相應(yīng)的維修、保養(yǎng)措施。
　　關(guān)鍵詞：加工中心；檢修
　　一、主軸系統(tǒng)常見故障
　　1．主軸發(fā)熱，旋轉(zhuǎn)精度下降
　　某立式加工中心鏜孔精度下降，圓柱度超差，主軸發(fā)熱，噪聲大，但用手撥動主軸轉(zhuǎn)動阻力較小。
　　 (1)故障分析。主軸部件解體檢查，發(fā)現(xiàn)故障原因如下：①主軸軸承潤滑脂內(nèi)混有粉塵和水分，這是因?yàn)樵摷庸ぶ行挠玫膲嚎s空氣無精濾和干燥裝置，故氣動吹屑時(shí)少量粉塵和水氣竄入主軸軸承潤滑脂內(nèi)，造成潤滑不良，導(dǎo)致發(fā)熱且有噪聲；主軸內(nèi)錐孔定位表面有少許碰傷，錐孔與刀柄錐面配合不良，有微量偏心；②前軸承預(yù)緊力下降，軸承游隙變大；③主軸自動夾緊機(jī)構(gòu)內(nèi)部分碟形彈簧疲勞失效，刀具未被完全拉緊，有少許竄動。
　　(2)故障處理。更換前軸承及潤滑脂，調(diào)整軸承游隙，軸向游隙0.003mm，徑向游隙士0.002mm；自制簡易研具，手工研磨主軸內(nèi)錐孔定位面，用涂色法檢查，保證刀柄與主軸定心錐孔的接觸面積大于85%；更換碟形彈簧。將修好的主軸裝回主軸箱，用千分表檢查徑向跳動，近端小于0.006mm，遠(yuǎn)端150mm處小于0.010mm。試加工，主軸溫升和噪聲正常，加工精度滿足加工工藝要求，故障排除。
　　(3)改進(jìn)措施：
　　①增加壓縮空氣精濾和干燥裝置，過濾器要定期排水，定期清洗或更換濾芯；
　　②隨時(shí)檢查主軸錐孔、刀柄的清潔和配合狀況，檢查空氣干燥器工作是否正常；
　　③合理安排加工工藝，避免材料切除率陡變；
　　④嚴(yán)禁超負(fù)荷運(yùn)行，有故障應(yīng)及時(shí)報(bào)修，不得帶病運(yùn)行。
　　2．主軸部件的拉桿鋼球損壞
　　 (1)故障現(xiàn)象。某立式加工中心主軸內(nèi)刀具自動夾緊機(jī)構(gòu)的拉桿鋼球和刀柄拉緊螺釘尾部錐面經(jīng)常損壞。
　　(2)故障分析。檢查發(fā)現(xiàn)，主軸松刀動作與機(jī)械手拔刀動作不協(xié)調(diào)。這是因?yàn)橄尬婚_關(guān)擋鐵裝在氣液增壓缸的氣缸尾部，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(jī)械手在刀柄還沒有完全松開的情況下強(qiáng)行拔刀，損壞拉桿鋼球及拉緊螺釘：
　　(3)故障處理。清洗增壓油缸，更換密封環(huán)，給增壓油缸注油，氣壓調(diào)整至0.5~0.8MPa，試用后故障消失。
　　(4)改進(jìn)措施：
　　①定期檢查并清潔氣液增壓油缸，監(jiān)測刀具自動夾緊機(jī)構(gòu)各部分的運(yùn)行狀況，及時(shí)消除故障隱患；
　　②定期檢查調(diào)整氣壓和液壓系統(tǒng)壓力，檢驗(yàn)液壓油質(zhì)，如氧化變質(zhì)應(yīng)及時(shí)更換。
　　3．主軸部件的定位鍵損壞
　　(1)故障現(xiàn)象。某立式加工中心換刀時(shí)沖擊響聲大，主軸前端撥動刀柄旋轉(zhuǎn)的定位鍵局部變形。
　　(2)故障分析。響聲主要出現(xiàn)在機(jī)械手插刀階段，故障初步確定為主軸準(zhǔn)停位置誤差和換刀參考點(diǎn)漂移。本機(jī)床采用霍爾元件檢測定向，引起主軸準(zhǔn)停位置不準(zhǔn)的原因可能是主軸準(zhǔn)停裝置電氣系統(tǒng)參數(shù)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位置，發(fā)現(xiàn)固定螺釘松動，機(jī)械手插刀時(shí)刀柄鍵槽未對正主軸前端定位鍵，定位鍵被撞壞。主軸換刀參考點(diǎn)接近開關(guān)的安裝位置同樣有松動現(xiàn)象，使換刀參考點(diǎn)微量下移，刀柄插人主軸錐孔時(shí)錐面直接撞擊主軸定心錐孔，產(chǎn)生異響。
　　(3)故障處理。調(diào)整霍爾元件的安裝位置后擰緊并加防松膠。重新調(diào)整主軸換刀參考點(diǎn)接近開關(guān)的安裝位置，更換主軸前端的定位鍵，故障消失。
　　(4)改進(jìn)措施定期檢查清潔主軸準(zhǔn)停裝置和主軸換刀參考點(diǎn)定位裝置，注意觀察刀柄插入主軸錐孔時(shí)的狀態(tài)，及時(shí)消除故障隱患。
　　二、進(jìn)給傳動系統(tǒng)常見故障
　　1. Y軸運(yùn)動中斷
　　(1)故障現(xiàn)象某CINCINNATI立式加工中心，Y軸運(yùn)動到某點(diǎn)后中斷。
　　(2)故障分析。經(jīng)檢查，Y軸斷路器跳閘，復(fù)位后Y軸仍不能運(yùn)動。初步確定為Y軸卡死或伺服驅(qū)動系統(tǒng)故障。首先檢查Y向滑座導(dǎo)軌及鑲條間隙，無問題。斷電后用手不1fed能轉(zhuǎn)動Y軸滾珠絲桿螺母機(jī)構(gòu)，確認(rèn)系因日常維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)，致使Y軸絲桿螺母卡死。
　　(3)故障處理。取出Y軸滾珠絲桿螺母副，找一合適的鉗臺夾緊，將鎖緊螺母退松，用手轉(zhuǎn)動滾珠絲桿。徹底清洗后重裝并調(diào)整絲桿螺母副的預(yù)緊力。預(yù)緊力一般為Z大載荷的1/3，是靠測量預(yù)緊后增加的摩擦力矩來換算的。將滾珠絲桿螺母副裝回加工中心，檢查并調(diào)整絲桿兩端向心推力組合軸承的預(yù)緊力，用手轉(zhuǎn)動滾珠絲桿的松緊程度以初定預(yù)緊力大小，重新調(diào)整滑座導(dǎo)軌及鑲條間隙。試車后故障排除。
　　 (4)改進(jìn)措施：
　　①及時(shí)、徹底清理加工中心各部分的切屑，防止灰塵或切屑進(jìn)入滾珠絲桿螺母副；
　　②工作中應(yīng)避免碰擊滾珠絲桿螺母副防護(hù)裝置，防護(hù)裝置一旦損壞應(yīng)立即更換；
　　③每半年清除一次滾珠絲桿上舊的潤滑脂，涂上新的潤滑脂。
　　2. X、Y兩軸插補(bǔ)加工圓臺（或內(nèi)孔）時(shí)，圓度誤差超差
　　(1)故障現(xiàn)象。某CINCINNATI立式加工中心X、Y兩軸聯(lián)動加工圓臺時(shí)誤差大，工件圓臺在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(guān)位置補(bǔ)償參數(shù)變化。調(diào)出CNC系統(tǒng)X、Y軸位置補(bǔ)償參數(shù)檢查，均在要求范圍。在JOG模式下低速轉(zhuǎn)動Y軸，用千分表檢查，發(fā)現(xiàn)Y軸軸向竄動達(dá)0.2mm。檢查Y軸進(jìn)給傳動鏈前、后支承座，絲桿電機(jī)支架及電機(jī)軸承無異常，絲桿軸承座內(nèi)軸承游隙及預(yù)緊正常，但軸承座壓蓋輕微松動。
　　 (3)故障處理。調(diào)整絲桿軸承座壓蓋，使其壓緊軸承外圈端面，擰緊鎖緊螺母。重新檢測Y軸軸向竄動，小于0.005mm。重裝后試加工，故障排除。
　　 (4)改進(jìn)措施：
　　①加強(qiáng)進(jìn)給傳動鏈的日常檢查維護(hù)，及時(shí)緊固松動部位；
　　②通過對加工零件的檢測，及時(shí)對進(jìn)給傳動鏈進(jìn)行調(diào)整；
　　③每年應(yīng)檢查一次進(jìn)給傳動鏈的反向間隙和絲桿螺距誤差并及時(shí)補(bǔ)償，作出詳細(xì)記錄存檔。
　　三、ATC裝置
　　1．刀具插入主軸錐孔未卡緊
　　(1)故障現(xiàn)象。某龍門加工中心主軸拉刀松動。
　　(2)故障分析。加工中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有：①蝶形彈簧變形或失效；
　　②刀柄尾拉緊螺釘松動。首先檢查刀柄尾拉緊螺釘，發(fā)現(xiàn)與刀柄的螺紋聯(lián)接松動退絲，后退了約一個螺距。蝶形彈簧未失效。
　　(3)故障處理。調(diào)整刀柄尾拉緊螺釘在刀柄的軸向位置并加裝鎖緊螺母，故障排除。
　　 (4)改進(jìn)措施：
　　①經(jīng)常檢查刀柄尾拉緊螺釘?shù)木o固狀況；
　　②在刀柄尾拉緊螺釘和刀柄間加裝鎖緊螺母。
　　2．刀具交換過程噪聲較大
　　 (1)故障現(xiàn)象。某龍門加工中心刀具自動交換過程速度過快，噪聲較大。
　　(2)故障分析。經(jīng)檢查，機(jī)械手拔、插刀過程速度過快，缺少緩沖過程，產(chǎn)生較大的撞擊。該機(jī)械手的拔、插刀運(yùn)動由液壓油缸驅(qū)動，導(dǎo)致液壓油缸活塞速度過快的原因主要有：
　　①液壓油氧化變質(zhì)；
　　②液壓系統(tǒng)冷卻器工作不正常，油溫過高；調(diào)速閥節(jié)流螺釘松動。檢查發(fā)現(xiàn)液壓系統(tǒng)冷卻器周圍堆積了很多灰塵，導(dǎo)致冷卻效率降低，油溫升高，調(diào)速閥節(jié)流效果差，機(jī)械手拔、插刀過程速度變快。而液壓油無變質(zhì)，調(diào)速閥節(jié)流螺釘亦未松動。
　　(3)故障處理。徹底清理冷卻器周圍堆積的灰塵，分析調(diào)節(jié)機(jī)械手拔、插刀油路的調(diào)速閥，使轉(zhuǎn)向速度合適。為了減小拔、插刀過程的沖擊，分別調(diào)節(jié)拔、插刀油缸兩端的節(jié)流螺釘，增加油缸行程末端的緩沖行程。調(diào)節(jié)完畢后重新試車，故障排除。
　　(4)改進(jìn)措施：
　　①嚴(yán)格執(zhí)行液壓系統(tǒng)定期調(diào)整、清洗、過濾和更換制度，確保液壓系統(tǒng)壓力、流量、流速穩(wěn)定；
　　②定期清掃液壓系統(tǒng)冷卻器和冷卻風(fēng)扇上的灰塵。隨時(shí)觀察冷卻器的工作狀況，嚴(yán)格控制油液溫升。
　　參考文獻(xiàn)：
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