數控機床機械結構故障診斷與維修

陳廣奪

（齊齊哈爾二機床（集團）有限責任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

數控機床是個復雜的系統，一臺數控機床不僅包括機械裝置、液壓系統，還包括電氣控制部分和軟件程序等。組成數控機床的這些部分，由于各種原因，不可避免地會發生不同程度、不同類型的故障，這些故障輕則導致數控機床不能正常工作，重則影響企業生產。本文著重分析數控機床機械結構的故障診斷及維修。

1 數控機床機械結構的組成

數控機床的主要組成部分與普通機床類似，包括主傳動系統及主軸部件、進給傳動系統、基礎件及其他輔助裝置。

2 數控機床機械結構故障診斷與維修

機械故障是指機械結構因偏離其設計狀態而喪失部分或全部功能的現象。

（1）主軸部件的常見故障及其診斷維修。①加工精度達不到要求。加工精度達不到要求產生的原因有:機床在運輸過程中受到沖擊；安裝不牢固、安裝精度低或有變化；針對上述原因應做如下處理:檢查對機床精度有影響的各部位，特別是導軌副；重新安裝調平、緊固。②切削振動大。數控機床切削有時候會出現振動過大現象。造成這種現象的原因有以下5種可能:主軸箱和床身連接螺釘松動；軸承預緊力不夠，游隙過大；軸承預緊螺母松動，使主軸竄動；軸承拉毛或損壞；主軸與箱體超差。為了排除這一故障，根據不同的原因，給出下面的解決措施:恢復精度后緊固連接螺釘；重新調整軸承游隙。但預緊力不宜過大，以免損壞軸承；緊固螺母，確保主軸精度合格；更換軸承；修理主軸或箱體，使其配合精度、位置精度達到要求。③主軸箱噪聲大。數控機床工作時，主軸箱噪聲一般要求不超過78dB(A)，若超出此值，導致的原因可能有:主軸部件動平衡不好；齒輪嚙合間隙不均勻或嚴重損傷；軸承損壞或傳動軸彎曲；傳動帶長度不一或過松；相應的維修方法:重做動平衡；調整間隙或更換齒輪；修復或更換軸承，校直傳動軸；調整或更換傳動帶，不能新舊混用。④齒輪和軸承損壞。齒輪和軸承損壞現象產生的原因有:變擋壓力過大，齒輪受沖擊產生破損；變檔機構損壞或固定銷脫落；軸承預緊力過大或無潤滑。不同原因對應的解決措施:按液壓原理圖，調整到適當的壓力和流量；修復或更換零件；重新調整預緊力，并使之潤滑充足。

（2）進給運動系統常見故障及診斷維修。①滾珠絲杠副噪聲。進給系統傳動鏈出現滾珠絲杠副噪聲故障原因:絲杠支承軸承的壓蓋壓合情況不好；絲杠支承軸承可能破裂；電動機與絲杠聯軸器松動；絲杠潤滑不良；滾珠絲杠副滾珠有破損。故障維修方法是調整軸承壓蓋，使其壓緊軸承端面；如軸承破損，更換新軸承；擰緊聯軸器，鎖緊螺釘；改善潤滑條件，使潤滑油量充足；更換新滾珠。②滾珠絲杠運動不靈活。產生滾珠絲杠運動不靈活的原因有兩個即軸向預加載荷過大；絲杠與導軌不平行。應對措施是調整軸向間隙和預加載荷；調整絲杠支座位置，使絲杠與導軌平行。

（3）導軌常見故障及診斷維修。①導軌研傷。導致數控機床導軌研傷的原因有機床經長時間使用，地基與床身水平度有變化，使導軌局部單位面積負荷過大；長期加工短工件或承受過分集中的負荷，使導軌局部磨損嚴重；導軌潤滑不良；機裝維護不良，導軌里落入臟物。針對上述原因制定不同的維修方法:定期進行床身導軌的水平度調整，或修復導軌精度；注意合理分布短工件的安裝位置，避免負荷過分集中；調整導軌潤滑油量，保證潤滑油壓力；加強機床保養，保護好導軌防護裝置。②導軌上移動部件運動不良或不能移動。導軌上移動部件運動不良或不能移動現象產生的原因有4個即導軌面研傷；導軌壓板研傷；導軌鑲條與導軌間隙太小，調得太緊。相應的解決辦法是用180號砂布修磨機床與導軌面上的研傷；卸下壓板，調整壓板與導軌間隙；松開鑲條防松螺釘，調整鑲條螺栓，使運動部件運動靈活，保證0.03mm的塞尺不得塞入，然后鎖緊防松螺釘。③加工面在接刀處不平。加工面在接刀處不平故障原因是導軌直線度超差；工作臺鑲條松動或鑲條彎度太大；機床水平度差，使導軌發生彎曲。針對不同原因制定的維修方法有調整或修刮導軌，允差為0.015/500mm；調整鑲條間隙，鑲條彎度在自然狀態下小于0.05mm/全長；調整機床安裝水平度，保證平行度、垂直度在0.02/1000mm之內。

（4）回轉工作臺常見故障及診斷維修。①工作臺沒有抬起動作。工作臺沒有抬起動作故障原因有控制系統沒有抬起信號輸入；抬起液壓閥卡住沒有動作；液壓壓力不夠；抬起液壓缸研損或密封損壞。相應的維修方法是檢查控制系統是否有抬起信號輸出；修理或清除污物，更換液壓閥；檢查油箱內油是否充足，并重新調整壓力。②工作臺轉位分度不到位，發生頂齒或錯齒。數控機床工作臺轉位分度不到位，發生頂齒或錯齒故障原因有控制系統輸入的脈沖數不夠；機械傳動系統間隙太大；液壓轉臺的轉位液壓缸研損，未轉到位；轉位液壓缸前端的緩沖裝置失效，死擋鐵松動。相應應對措施是檢查系統輸入的脈沖數；調整機械傳動系統間隙，軸向移動蝸桿，或更換齒輪、鎖緊脹緊套等；修復研損部位；修復緩沖裝置，擰緊死擋鐵螺母。

3 結語

數控機床機械結構故障是企業生產過程中的常見問題，本文對其常見故障進行了分析，并給出了維修辦法，無論是對企業的維修人員還是機床操作者都有很好的參考價值和借鑒意義。

[1]海燕.數控機床機械維修[M].北京.中國電力出版社，2008.

[2]田宏宇.數控機床與數控技術[M].北京.希望電子出版社，2006.