典型機械加工機床的常見故障維修

胡輝春

（湖南三一工業職業技術學院，湖南 長沙 410100）

在目前我國廣大工業企業的車間實踐布局中，數控車床、數控銑床、數控鏜床、搖臂鉆床、普通車床等類型萬能通用機床仍然是主流設備，承擔著機械零件加工的主要任務。但在生產實踐中，該類型機床存在部件數量多、機電故障高發問題，以下針對部分常見的機械故障進行分析判斷，闡述故障排除方法及預防措施。

1 數控車床電動刀架換刀故障分析與處理

1.1 故障現象

某CKA6140數控車床電動刀架切換到2號、3號刀位時不能反轉鎖緊，刀架在轉位狀態運轉約15秒左右保護停機，復位后切換到其它兩個刀位運行正常。

1.2 故障分析

該機床配置的刀架為LDB4-70四工位電動刀架，換刀動力為一臺微型電機驅動，由電機的正反轉完成刀架的抬起、轉位、鎖緊，刀架刀位信號是由安裝于刀架頂部端蓋內的發詢盤發出。當操作人員或加工程序發出換刀指令后，刀架電機正轉，刀架松開，內部的定位齒盤抬起，刀架體順時針旋轉至預定刀位，發詢盤發出刀架刀位信號，機床CNC裝置接收到刀位信號后，控制電機反轉，定位齒盤落下鎖緊刀架體，完成換刀動作。

因1號、4號刀位工作正常，基本可以排除刀架電機主回路故障與刀架機械問題的可能，問題應該出在2號、3號刀位的信號反饋回路上。刀臺信號由SQ1～SQ4四個傳感器發出，開關電源正極1L+經過電阻板上的四個電阻R1、R2、R3、R4分別給四個霍爾傳感器提供信號電源。當其中某個傳感器被跟隨刀架體一起旋轉的磁鋼靠近時，霍爾傳感器導通將通過電阻分配過來的17.4V直流電壓降至0.7V左右的低電平，從而使I/O模塊接收到刀架到位信號。2號、3號刀位沒有反轉鎖緊動作，就說明這兩個刀位的位置信號沒有反饋到I/O模塊，從而發生上述故障。

1.3 判斷過程

（1）拆除刀架頂蓋，測量發迅盤電源直流24V正常。

（2）在刀架沒有回位狀態測量四個霍爾傳感器接線端電壓，這時所有四個霍爾傳感器都沒有被磁鋼感應，接線端電壓應該均為高電平17.4V左右，實際檢測1、4號刀位電壓正常，2、3號刀位電壓為零。

（3）測量電控柜內電阻板，四個電阻輸出電壓均正常。因電控柜與刀架之間的線路連接需經過Z軸拖鏈，拖鏈部位長期與鐵屑、切削液等接觸，是故障高發點，應該首先確定拖鏈的完整性，線管是否外露。

（4）從機床后側打開護罩，發現拖鏈已嚴重破損，所有電線均裸露在外，明顯可以看到有斷路現象。經過測量確認故障點正位于此處。

1.4 故障排除方法

拖鏈破損是引起該故障的主要原因，接好斷線，試機恢復正常后，將破損拖鏈接好，電纜套管予以緊固，徹底消除故障隱患。

2 數控銑床不能松刀故障分析與處理

2.1 故障現象

某XKA5032數控銑床出現不能松刀故障，表現為旋轉松刀旋鈕能明顯聽到機床后方液壓換向閥的動作聲音，但是刀具在主軸上無任何反應，液壓電機工作正常，無明顯噪音。

2.2 故障分析

該機床主軸內部安裝有拉刀機構，用以快速更換刀具，可以大幅降低操作人員的勞動強度，提升加工效率。

拉刀機構工作原理是利用成組的蝶形彈簧拉緊刀具，在拉緊狀態下主軸上方的液壓油缸處于上位，與拉刀桿不產生接觸，此時液壓系統對于刀具拉緊沒有任何影響。

當主軸換刀時，一只手托手柄，一只手操縱立銑頭左前方的換刀按鈕，按鈕控制電磁閥動作，壓下開關，拉刀機構油路接通，壓力油推動活塞卸刀，松開開關，刀具拉緊。

液壓控制板裝在機床床身后面主電機下方，由一單向齒輪泵供1MPa的壓力油供主軸變速時使用，使用拉刀機構時齒輪泵供2MPa的壓力油供拉刀機構卸刀使用，主軸變速或卸刀完畢，壓力油卸壓供主軸箱齒輪潤滑，然后回到油箱。

故障顯示液壓泵工作正常，松刀時電磁閥工作正常，基本可以說明電氣控制部分無故障，故障原因可能為液壓系統壓力過低，或液壓導致拉刀機構因為某種原因卡滯，使液壓油缸無法推動拉刀桿實現松刀。鑒于拉刀機構拆卸困難，不宜作為首選拆卸檢查目標，所以先從液壓系統的松刀油壓著手檢查。

2.3 判斷過程

（1）扳動主軸變速手柄至變速位置“1位置”，此時變速油缸應動作并推動開關將主軸運行指示燈熄滅。但是實際操作，變速機構無任何動作。因為變速機構同拉刀機構共用一套液壓機構，基本確定液壓系統壓力不足，引起上述故障。

（2）打開床身后方護罩，開機啟動液壓電機，聽液壓電機雖然運轉正常，但是感覺油泵出口油管無任何震動，查看油壓指示表無任何油壓，查看油箱油位指示正常，判斷油泵損壞或者因為其它原因不能上油。

（3）拆卸油泵電機，以進一步確定故障點，發現油泵電機軸上安裝的4mm單鍵被切斷，電機與油泵之間的連接失效，電機空轉而引起此次故障。

2.4 故障處理方法

更換損壞的單鍵，安裝電機即可。安裝之前應該仔細檢查與電機軸配合的套筒聯軸器內孔尺寸是否合適，一般控制在比電機軸尺寸大0.02～0.05mm，孔徑過大必須更換套筒聯軸器，過小則不便安裝。另外套筒內孔鍵槽尺寸也必須符合技術要求，鍵槽邊緣不允許出現明顯磨損與圓角，否則予以更換。

還應該找到單鍵切斷的原因，預防故障重復發生。一般情況下，鍵切斷的主要原因有兩個：一是電機或油泵松動，在運轉過程中電機或油泵產生不規則的擺動和扭曲，使鍵迅速磨損切斷，同時也會引起聯軸器內孔的早期磨損；二是油壓調整過大，油泵的輸入扭矩超過了單鍵的最大承受能力而斷裂。因此安裝完成后試機之前應該先將溢流閥調整至壓力最低位置，待油泵啟動后再觀察油壓表逐步調整油壓至額定范圍。在鎖刀狀態電磁換向閥沒有工作，表1油壓在0.6～0.8MPa范圍，松刀狀態則表2油壓需達到2MPa。

3 結語

機電設備的維修一定要在詳盡分析設備原理的基礎上進行，忌盲目自信和隨意操作，遵循四步維修法，徹查原因、徹底解決。在此基礎上思考避免故障重復發生的改善方法，更好地為生產服務。