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数控机床主轴部件的结构及其维护

2011-12-30

作者：逄玲
（烟台城乡建设学校）
　　一、数控机床主轴的主要部件
　　主轴部件是机床的重要部件之一，其精度、抗震性和热变性对加工质量都有直接影响，特别是数控机床在加工过程中不进行人工调整，这些影响就更为严重。数控机床主轴部件在结构上要解决好主轴的支承、主轴内刀具的自动装夹、主轴的定向停止等问题。
　　1.主轴轴承配置的主要形式
　　（1）前支承采用双列短圆柱滚子轴承60°角接触双列向心推力球轴承组合。后支承采用成对向心推力球轴承。此配置可提高主轴的综合刚度，并可以满足切削力的要求。
　　（2）前轴承采用高精度双列向心力球轴承，向心推力球轴承具有良好的高速性，但它的承载能力小，只适于高速、轻载、精密的数控机床的主轴。
　　（3）双列和单列圆锥滚子轴承，这种轴承径向和轴向的刚度都很高，能承受重载荷，尤其是可承受较强的动载荷。安装、调整性能好，但主轴转速受到限制，主轴的精度也受到影响，所以只能用在中等精度、低速、重载的数控主轴上。
　　2.主轴内刀具的自动夹紧和切屑的清除装置
　　自动清除主轴承中的切屑和灰尘是换刀操作中的一个重要问题，因为有切屑会划伤主轴孔及刀柄表面，甚至刀杆偏斜，定位不准，零件加工不对。所以在换刀时，用压缩空气吹一下。
　　3.主轴准停装置
　　在换刀时，刀柄上的键槽要对准主轴的端面键。这就是准确定位功能。
　　由于主轴在固定的圆周位置上换刀，使得刀柄与主轴相对位置的一致性，同时也减小了被加工孔的尺寸的分散度。
　　主轴准停是当主轴要停车换刀时，发出降速信号，主轴箱自动改变传动路线，使主轴转换到Z低速运转。
　　二、数控机床的维护维修
　　1.数控机床维护的目的及意义
　　在企业生产中，数控机床能否达到加工精度高、产品质量稳定、提高生产效率的目标，这不仅取决于机床本身的精度和性能，很大程度上也与操作者在生产中能否正确地对数控机床进行维护保养和使用密切相关。
　　与此同时，我们还应当注意到，数控机床维修的概念，不能单纯地理解是数控系统或是数控机床的机械部分和其他部分在发生故障时，仅仅是依靠维修人员如何排除故障和及时修复，使数控机床能够尽早地投入使用就可以了，这还应包括正确使用和日常保养等工作。
　　只有坚持做好对机床的日常维护保养工作，才可以延长元器件的使用寿命，延长机械部件的磨损周期，防止意外恶性事故的发生，争取机床长时间稳定工作；也才能充分发挥数控机床加工优势，达到数控机床的技术性能，确保数控机床能够正常工作。
　　2.主轴部件的日常保养
　　主轴部件是数控机床机械部分中的重要组成部件，主要由主轴、轴承、主轴准停装置、自动装夹和切屑清除装置组成。
数控机床主轴部件的润滑、冷却与密封是机床使用和维护过程中值得重视的几个问题：
　　（1）良好的润滑效果，可以降低轴承的工作温度和延长使用寿命；为此，在操作使用中要注意：低速时，采用油脂、油液循环润滑；高速时，采用油雾、油气润滑方式。
　　（2）主轴部件的冷却主要是以减少轴承发热，有效控制热源为主。
　　（3）主轴部件的密封则不仅要防止灰尘、屑末和切削液进入主轴部件，还要防止润滑油的泄漏。主轴部件的密封有接触式和非接触式密封。对于采用油毡圈和耐油橡胶密封圈的接触式密封，要注意检查其老化和破损；对于非接触式密封，为了防止泄漏，重要的是保证回油能够尽快排掉，要保证回流孔的通畅。
　　3.与主轴相关的一些故障的维修
　　有一台加工中心，突然发生故障，报警内容是主轴旋转变压器无信号，主轴停下。在测量主轴后面的旋转变压器的两套绕组电阻时，发现两套绕组已断裂路。拆卸下旋转变压器，发现旋转变压器的转子和定子绕组都已刮断，这是什么原因呢？开始以为旋转变压器的转子铁心松动，造成窜动。但用力搬动，毫无移动的迹象。Z后怀疑到主轴电动机转子下沉，带动旋转变压器下沉，造成旋转变压器的定转子绕组损坏。主轴电动机拆下后，轴承支撑架全部损坏，引起主轴下沉。
　　诊断故障应该从弄清具体数控系统的主轴结构及其控制原理入手，结合机床结构，凭借实践经验和维修手册，根据故障的表现形式进行故障定位，力求将故障锁定在尽可能小的范围内。再按照可能性的大小进行逐一检查，排除假象，找出真正的故障所在，加以排除。

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