摘　要：數(shù)控機(jī)床體現(xiàn)了當(dāng)前世界機(jī)床技術(shù)進(jìn)步的主流，是衡量機(jī)械制造工藝水平的重要指標(biāo)，在柔性生產(chǎn)和計(jì)算機(jī)集成制造等先進(jìn)制造技術(shù)中起著重要的基礎(chǔ)核心作用。因此，如何更好的使用數(shù)控機(jī)床是一個(gè)很重要的問題。隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的主軸驅(qū)動(dòng)已不能滿足要求。由于數(shù)控機(jī)床是一種價(jià)格昂貴的精密設(shè)備，因此，其故障的診斷維修更是不容忽視。
　　關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；主軸軸承；故障分析；診斷維修
　　一、數(shù)控機(jī)床對(duì)主軸控制的要求
　?。?）調(diào)速范圍各種不同的機(jī)床對(duì)調(diào)速范圍的要求不同。
　?。?）主軸的旋轉(zhuǎn)精度和運(yùn)動(dòng)精度主軸的旋轉(zhuǎn)精度是指裝配后，在無載荷、低速轉(zhuǎn)動(dòng)條件下測量主軸前端和距離前端300mm處的徑向圓跳動(dòng)和端面圓跳動(dòng)值。
　　（3）數(shù)控機(jī)床主軸的變速是依指令自動(dòng)進(jìn)行的，要求能在較寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進(jìn)行無級(jí)調(diào)速，并減少中間傳遞環(huán)節(jié)，簡化主軸箱。目前主軸驅(qū)動(dòng)裝置的調(diào)速范圍已達(dá)1:100，這對(duì)中小型數(shù)控機(jī)床已經(jīng)夠用了。對(duì)于中型以上的數(shù)控機(jī)床，如要求調(diào)速范圍超過1:100，則需通過齒輪換擋的方法解決。
　?。?）要求主軸在整個(gè)范圍內(nèi)均能提供切削所需功率，并盡可能在全速度范圍內(nèi)提供主軸電動(dòng)機(jī)的Z大功率，即恒功率范圍要寬。由于主軸電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)的限制，其在低速段均為恒轉(zhuǎn)矩輸出。為滿足數(shù)控機(jī)床低速強(qiáng)力切削的需要，常采用分段無級(jí)變速的方法，即在低速段采用機(jī)械減速裝置，以提高輸出轉(zhuǎn)矩。
　?。?）要求主軸在正、反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)均可進(jìn)行自動(dòng)加減速控制，即要求具有四象限驅(qū)動(dòng)能力，并且加減速時(shí)間短。
　?。?）為滿足加工中心自動(dòng)換刀以及某些加工工藝的需要，要求主軸具有高精度的準(zhǔn)?？刂啤?br /> 　?。?）在車削中心上，還要求主軸具有旋轉(zhuǎn)進(jìn)給軸（C軸）的控制功能。為滿足上述要求，數(shù)控機(jī)床常采用直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。但由于直流電動(dòng)機(jī)受機(jī)械換向的影響，其使用和維護(hù)都比較麻煩，并且其恒功率調(diào)速范圍小。
　　二、主軸組件的構(gòu)成
　　主軸為兩支承結(jié)構(gòu)，前、后軸承在主軸箱內(nèi)，是主要支承。前支撐是雙列圓柱滾子支撐及角接觸球支撐，后支撐為雙列圓柱滾子支撐。這種軸承配列具有很高的剛性，軸向力及徑向力分別由不同的軸承負(fù)擔(dān)，主軸支撐的形式是前端定位，主軸受熱膨脹后向后伸長。前后支撐所用的雙列圓柱滾子軸承德支撐剛度好，允許的極限轉(zhuǎn)速高。而角接觸球軸承能承受較大的軸向載荷，且允許的極限轉(zhuǎn)速高，該支撐結(jié)構(gòu)能滿足高速，重載荷切削的需要。
　　三、主軸傳動(dòng)及其控制形式
　?。?）帶有變速齒輪的主傳動(dòng)。其特點(diǎn)低速獲得大扭矩、使主傳動(dòng)成為分段無級(jí)變速。
　　（2）帶傳動(dòng)變速。其特點(diǎn)是無振動(dòng)、噪聲小。
　?。?）主軸直連方式，主軸電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸“合二為一”，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的“零傳動(dòng)”。
　　四、主軸伺服驅(qū)動(dòng)器故障分析及解決方案
　　故障現(xiàn)象1——主軸發(fā)熱
　　（1）主軸軸承預(yù)緊力過大，造成主軸回轉(zhuǎn)時(shí)摩擦過大，引起主軸溫度急劇升高?？梢酝ㄟ^重新調(diào)整主軸軸承預(yù)緊力加以排除。
　　（2）主軸軸承研傷或損壞，也會(huì)造成主軸回轉(zhuǎn)時(shí)摩擦過大，引起主軸溫度急劇升高?？梢酝ㄟ^更換新軸承加以排除。
　?。?）主軸潤滑油臟或有雜質(zhì)，也會(huì)造成主軸回轉(zhuǎn)時(shí)阻力過大，引起主軸溫度升高。通過清洗主軸箱，重新?lián)Q油加以排除。
　　（4）主軸軸承潤滑油脂耗盡或潤滑油脂過多，也會(huì)造成主軸回轉(zhuǎn)時(shí)阻力、摩擦過大，引起主軸溫度升高。通過重新涂抹潤滑脂加以排除。
　　故障現(xiàn)象2——主軸強(qiáng)力切削時(shí)停轉(zhuǎn)
　?。?）主軸電動(dòng)機(jī)與主軸連接的傳動(dòng)帶過松，造成主軸傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩過小，強(qiáng)力切削時(shí)主軸轉(zhuǎn)矩不足，產(chǎn)生報(bào)警，數(shù)控機(jī)床自動(dòng)停機(jī)。通過重新調(diào)整主軸傳動(dòng)帶的張緊力，加以排除。
　?。?）主軸電動(dòng)機(jī)與主軸連接的傳動(dòng)帶表面有油，造成主軸傳動(dòng)時(shí)傳動(dòng)帶打滑，強(qiáng)力切削時(shí)主軸轉(zhuǎn)矩不足，產(chǎn)生報(bào)警，數(shù)控機(jī)床自動(dòng)停機(jī)。通過用汽油或酒精清洗后擦干凈加以排除。
　?。?）主軸電動(dòng)機(jī)與主軸連接的傳動(dòng)帶使用過久而失效，造成主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩?zé)o法傳動(dòng)，強(qiáng)力切削時(shí)主軸轉(zhuǎn)矩不足，產(chǎn)生報(bào)警，數(shù)控機(jī)床自動(dòng)停機(jī)。通過更換新的主軸傳動(dòng)帶加以排除。
　?。?）主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的離合器、聯(lián)軸器連接、調(diào)整過松或磨損，造成主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)誤差過大，強(qiáng)力切削時(shí)主軸振動(dòng)強(qiáng)烈。產(chǎn)生報(bào)警，數(shù)控機(jī)床自動(dòng)停機(jī)。通過調(diào)整、更換離合器或聯(lián)軸器加以排除。
　　故障現(xiàn)象3——主軸工作時(shí)噪聲過大
　?。?）主軸部件動(dòng)平衡不良，使主軸回轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)過大，引起工作噪聲。需要機(jī)床生產(chǎn)廠家的專業(yè)人員對(duì)所有主軸部件重新進(jìn)行動(dòng)平衡檢查與調(diào)試。
　?。?）主軸傳動(dòng)齒輪磨損，使齒輪嚙合間隙過大，主軸回轉(zhuǎn)時(shí)沖擊振動(dòng)過大，引起工作噪聲。需要機(jī)床生產(chǎn)廠家的專業(yè)人員對(duì)主軸傳動(dòng)齒輪進(jìn)行檢查、維修或更換。
　　（3）主軸支承軸承拉毛或損壞，使主軸回轉(zhuǎn)間隙過大，回轉(zhuǎn)時(shí)沖擊、振動(dòng)過大，引起工作噪聲。需要機(jī)床生產(chǎn)廠家的專業(yè)人員對(duì)軸承進(jìn)行檢查、維修或更換。
　?。?）主軸傳動(dòng)帶松弛或磨損，使主軸回轉(zhuǎn)時(shí)摩擦過大，引起工作噪聲。通過調(diào)整或更換傳動(dòng)帶加以排除。
　　總結(jié)
　　當(dāng)今的數(shù)控系統(tǒng)已進(jìn)入PC基、開放化的發(fā)展階段，其中軟件含量越來越豐富，有系統(tǒng)軟件、機(jī)床制造者軟件、甚至還有使用者自己的軟件，由于軟件邏輯的設(shè)計(jì)中不可避免的一些問題，會(huì)使得有些故障狀態(tài)無從分析，例如死機(jī)現(xiàn)象。對(duì)于這種故障現(xiàn)象則可以采取特殊手段來處理，比如整機(jī)斷電，稍作停頓后再開機(jī)，有時(shí)則可能將故障消除。維修人員可以在自己的長期實(shí)踐中摸索其規(guī)律或者其他有效的方法。
　　參考文獻(xiàn)：
　　【1】馮榮軍《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社2010年版
　　【2】于麗《數(shù)控機(jī)床的維修方法與原則》中國科技信息2007年