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      機械主軸常見故障的維修處理措施 - 高性能臥式加工中心 臥式鏜銑床 數控龍門加工中心

      發布日期:2020-11-16 作者: 點擊:

      機床主軸指的是機床上帶動工件或刀具旋轉的軸。通常由主軸、軸承和傳動件(齒輪或帶輪)等組成主軸部件。主軸是機器中Z常見的一種零件,主要由內外圓柱面螺紋花鍵和橫向孔組成,主軸的作用是機床的執行件,它主要起支撐傳動件和傳動轉矩的作用,在工作時由它帶動工件直接參加表面成形運動,同時主軸還保證工件對機床其他部件有正確的相對位置。


      機械主軸的特點就是三高一低(即:高速度、高精度、高效率、低噪音)。


      1、高速度:機械主軸CNC雕銑機選用精密及高速的配對軸承,彈性/剛性預緊結構,可以達到較高的轉速,可以讓刀具達到Z佳的切削效果。

      2、高速度:7:24錐孔針對安裝甚而的徑向跳動可以確保小于0.005mm。因為高精度的加上高精度的零件制造就可以確保了。

      3、高效率:可以利用連續微高來改變速度,使得在加工過程中可以隨時控制切削速度,這樣就可以達到高加工效率。

      4、低噪音:平衡測試表明:凡是達到了G1/G0.4(ISO1940-1等級的,主軸在高速運轉時,具有噪音小的特點。


      機械主軸的精度:

      主軸部件的運動精度和結構剛度是決定加工質量和切削效率的重要因素。衡量主軸部件性能的指標主要是旋轉精度、剛度和速度適應性。


      ①旋轉精度:主軸旋轉時在影響加工精度的方向上出現的徑向和軸向跳動(見形位公差),主要決定于主軸和軸承的制造和裝配質量。

      ②動、靜剛度:主要決定于主軸的彎曲剛度、軸承的剛度和阻尼。

      ③速度適應性:允許的Z高轉速和轉速范圍,主要決定于軸承的結構和潤滑,以及散熱條件。


      機械主軸常見故障的維修處理措施:

      1、主軸發熱、旋轉精度下降問題

      故障發生的現象:加工出來的工件孔精度偏低,圓柱度很差,主軸發熱很快,加工噪聲很大。


      故障原因分析:經過對機床主軸長期觀察可以確定,機床主軸的定心錐孔在多次換刀過程中受到損傷,主要損傷原因是使用過程中換刀的拔、插到失誤,損傷了主軸定心孔的錐面,仔細分析后發現主軸部件的故障原因有四點:


      (1)主軸軸承的潤滑脂不合要求,混有粉塵雜質和水分,這些雜質主要來源于該加工中心用的沒有經過精餾和干燥的壓縮空氣,在氣動清屑時,粉塵和水氣進入到主軸軸承的潤滑脂內,導致主軸軸承潤滑不好,產生大量熱河噪聲;


      (2)主軸內用于定位刀具的錐形孔定位面上有損傷,導致主軸的錐面和刀柄的錐面不能完美配合,加工的孔出現微量偏心;

      (3)主軸的前軸承預緊力下降,導致軸承的游隙變大;

      (4)主軸內部的自動夾緊裝置的彈簧疲勞失效,刀具不能完整拉緊,偏離了原本位置。


      針對以上原因,故障處理措施:

      (1)更換主軸的前端軸承,使用合格的潤滑脂,并調整軸承游隙;

      (2)將主軸內錐形孔定位面研磨合格,用涂色法檢測保證與刀柄的接觸面不低于90%;


      (3)更換夾緊裝置的彈簧,調整軸承的預緊力。

      除此之外,在操作過程中要經常檢查主軸的軸孔、刀柄的清潔和配合狀況,要增加空氣精濾和干燥裝置,要合理安排加工工藝,不可使機器超負荷工作。


      2、加工中心的主軸部件的拉桿鋼球損壞問題

      故障發生的現象:主軸內刀具自動夾緊機構的拉桿鋼球經常損壞,刀具的刀柄尾部錐面也經常損壞。


      故障原因分析:經研究發現,主軸松刀動作與機械手拔刀動作不協調,具體原因是限位開關安裝在增壓氣缸的尾部,在氣缸的活塞動作到位時,增壓缸的活塞不能及時到位,導致在夾緊結構的機械手還未完全松開時就進行了暴力拔刀,嚴重損壞了拉桿鋼球和拉緊螺釘。


      故障處理措施:對油缸和氣缸進行清洗,更換密封環,調整壓強,使兩者動作協調一致,同時定期對氣液增壓缸進行檢查,及時消除安全隱患。


      3、主軸部件的定位鍵損壞問題

      故障發生的現象:換刀聲音較大,主軸前端撥動刀柄旋轉的定位鍵發生局部變形。


      故障原因分析:經過研究發現,換刀過程中的巨大聲響發生在機械手插刀階段,原因是主軸準停位置有誤差問題以及主軸換刀的參考點發生漂移問題。加工中心通常采用霍爾元件進行定向檢測,霍爾元件的固定螺釘在長時間使用后出現了松動,導致機械手插刀時刀柄的鍵槽沒有對準主軸上的定位鍵,故而會撞壞定位鍵;而主軸換刀的參考點發生漂移可能是CNC系統的電路板發生接觸不良、電氣參數變化、接近開關固定松動等,參考點漂移導致刀柄插入到主軸錐孔時,錐面直接撞擊定心錐孔,產生異響。


      故障處理措施:調整霍爾元件的安裝位置,并加防松膠緊固,同時調整換刀參考點,更換主軸前端的定位鍵。除此之外,在加工中心使用過程中要定期檢查主軸準停位置和主軸換刀參考點的位置變化,發生異?,F象要及時檢查。


      機械主軸的保養:


      降低軸承的工作溫度,經常采用的辦法是潤滑油。潤滑方式有,油氣潤滑方式、油液循環潤滑兩種。在使用這兩種方式時要注意以下幾點:

      1、在采用油液循環潤滑時,要保證主軸恒溫油箱的油量足夠充分。

      2、油氣潤滑方式剛好和油液循環潤滑相反,它只要填充軸承空間容量的百分之十時即可。

      循環式潤滑的優點是,在滿足潤滑的情況下,能夠減少摩擦發熱,而且能夠把主軸組件的一部分熱量給以吸收。


      對于主軸的潤滑同樣有兩種放式:油霧潤滑方式和噴注潤滑方式。主軸部件的冷卻主要是以減少軸承發熱,有效控制熱源為主。


      主軸部件的密封則不僅要防止灰塵、屑末和切削液進入主軸部件,還要防止潤滑油的泄漏。主軸部件的密封有接觸式和非接觸式密封。對于采用油氈圈和耐油橡膠密封圈的接觸式密封,要注意檢查其老化和破損;對于非接觸式密封,為了防止泄漏,重要的是保證回油能夠盡快排掉,要保證回油孔的通暢。良好的潤滑效果,可以降低軸承的工作溫度和延長使用壽命;為此,在操作使用中要注意到:低速時,采用油脂、油液循環潤滑;高速時采用油霧、油氣潤滑方式。但是,在采用油脂潤滑時,主軸軸承的封入量通常為軸承空間容積的10%,切忌隨意填滿,因為油脂過多,會加劇主軸發熱。對于油液循環潤滑,在操作使用中要做到每天檢查主軸潤滑恒溫油箱,看油量是否充足,如果油量不夠,則應及時添加潤滑油;同時要注意檢查潤滑油溫度范圍是否合適。


      機械主軸的發展形勢:

      10世紀30年代以前,大多數機床的主軸采用單油楔的滑動軸承。隨著滾動軸承制造技術的提高,后來出現了多種主軸用的高精度、高剛度滾動軸承。這種軸承供應方便,價格較低,摩擦系數小,潤滑方便,并能適應轉速和載荷變動幅度較大的工作條件,因而得到廣泛的應用。但是滑動軸承具有工作平穩和抗振性好的優點,特別是各種多油楔的動壓軸承,在一些精加工機床如磨床上用得很多。50年代以后出現的液體靜壓軸承,精度高,剛度高,摩擦系數小,又有良好的抗振性和平穩性,但需要一套復雜的供油設備,所以只用在高精度機床和重型機床上。氣體軸承高速性能好,但由于承載能力小,而且供氣設備也復雜,主要用于高速內圓磨床和少數超精密加工機床上。70年代初出現的電磁軸承,兼有高速性能好和承載能力較大的優點,并能在切削過程中通過調整磁場使主軸作微量位移,以提高加工的尺寸精度,但成本較高,可用于超精密加工機床。


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