浅谈数控车床主轴故障维修

徐俊

摘　要：机械制造业是一个国家国民经济的主要支柱产业之一，数控机床作为一种较昂贵的精密设备，如在生产中出现一些故障，将会对正在加工的产品零件精度造成直接或间接的影响。同时，在生产组装数控车床的过程中，主轴是非常重要的部件，会直接影响到加工零件的尺寸精度，因此，有效的精度调整和及时的诊断维修都非常关键。掌握一些高效的恢复主轴精度的方法，能够为车削零件的尺寸精度提供保障，也促进加工制造业的良性发展。

关键词：维修方法；主轴精度调整；数控机床维修

0　引言

数控机床主轴部件由传动件、轴承、法兰盘等组成，主要作用是支撑传动零件，带动工件以及刀具旋转。主轴刚度和运动精度直接决定着加工质量与切削效率。在运行时，作为机床主运动部件的主轴是支撑传动时转矩，通过机床主轴良好稳定的运转，来带动其他工件，从而使机床主轴表面形成稳定的成形运动。

1　数控车床主轴精度调整方法

CK6140车床的主轴主要作用是用来支撑和夹持回转类零件，其自身的精度对加工的产品质量起到关键作用。安装车床主轴的过程中，卡盘和轴套屡屡发生超差或者磨损，造成主轴圆跳动超差，会直接影响到车削零件。因而，在数控车床主轴加工制造中，需要有效控制机床主轴的圆度、同轴度不大于0.01mm。

主轴主要结构参数：主轴前后轴颈的直径D1、D2，内孔直径d，前端悬伸量a，主要支承间的跨距L，如图1所示。

主轴精度调整步骤如下：

①主轴预检：精确地调整数控车床的主轴精度的步，是预检主轴生产制造全过程，及时排查出现的问题。预检的主要内容就是做好整个车床主轴外圆磨损与跳动频率，将车床主轴的加工生产误差控制在0.005-0.01mm。

②拆卸主轴前调整几何精度：CK6140机床主轴前端采用两只成组角接触球轴承，通过前支撑套并有螺母预紧，后端采用圆柱滚子轴承，径向间隙通过两螺母调节。若机床主轴刚度较好，此时进行切削加工便有保障。与此同时，在生产实践中，维修人员还会适时调整和控制车床主轴移动方向和合适间隙，进一步提升车床主轴加工生产效率与加工质量。

③测试主轴动态精度：做好机床主轴温升试验工作，能够有效规避在实际测量期间出现误差，通过监测主轴空运行状态时相关轴承组件的温升规律，采用合适的润滑方案来合理分配和调整整个主轴温度的分布状况。影响机床主轴回转精度的因素分别是主轴精度、轴承精度和对应的主轴孔精度，因此在主轴单元装配前首先要保证主轴、轴承、主轴孔的精度才能够使得主轴在运转时的动态误差在允许值以内。

④对于车床主轴误差较大，需要拆下进行维修，具体维修流程如图2所示。

2　数控机床主轴维修方法

2.1 喷涂热修复检修方法

喷涂热修复法是指为了保证整个主轴修复的质量，查阅有关资料并结合机床主轴组织与结构来选用和喷洒相应的材料，其中以金属材料Z为常用。根据主轴的厚度，合理控制喷涂的材料的厚度，维修实践表明，一般修复材料厚度控制在0.05-0.2mm之间较为适宜。与此同时，在喷涂作业中，为了保证始终在低温的状态下工作，积极做好主轴温度的控制措施，更要避免发生主轴破损现象。

2.2 刮研修复方法

数控车床主轴在长期运转过程中会出现圆跳动超差等现象，如该主轴的轴承组件含有锥度套的结构，发现铜锥度套出现磨损现象，可采用刮研修复法。通过刮研修复作业可以消除主轴存在的误差，从而保证数控车床主轴的动态精度符合要求。在使用该方法的修复作业时，注意消除在维修过程中的有较大内应力，该修复法需要选择合适的机床的尺寸和主轴的大小。

2.3 电镀修复方法

进行修复车床主轴镀铬层作业时，严格控制主轴部件的相关尺寸精度，仔细了解该机床的实际使用时的技术要求，有针对性的强化主轴表面硬度，防止修复后在运行期间快速发生磨损现象。采用电镀法修复主轴时，镀铬层的厚度控制在0.03mm以内。电镀作业会产生一些有毒有害物质，在保证质量的前提下，尽量少用铬金属，Z大限度减少对周围环境的污染。

2.4 主轴部件维修后的精度检查

完成主轴检查和维修作业后，为了保证数控机床主轴单元的动态精度和稳定性要求，有专业维修人员和操作工合作对整?机床主轴单元技术状况进行检测和跟踪。分别检测静态精度和动态精度，在完成机床主轴的静动态精度检查之后，需填写和完善记录表格，做好检测单和记录表格归档管理工作，以便将来维修时随时调用和参考查阅。

3　主传动系统常见故障维修实例

故障现象：一台CK6140数控车床主轴箱噪声过大。

首先要判断是否因电机故障而造成，脱开传动带，单独运转电机，声音正常。

接下来需从以下几个方面逐一进行排查：主轴部件的动平衡没有达到预定值;齿轮啮合间隙不均匀或齿轮制造精度差;轴承损坏;传动轴发生弯曲变形;传动带长度过长或松动、磨损;润滑不良，主轴传动部位缺油。

故障排除方法：动平衡问题需要将主轴单元拆下重新做动平衡;调整齿轮啮合间隙或者更换齿轮;更换新轴承;更换传动轴或者研磨修正;调整传动带松紧度或者更换新带;更换润滑脂、添加润滑油，保证润滑油路畅通。

机床的维修工作，不要仅仅局限于已发生故障时，被动地去做排除当前故障和修复磨损变形零件的工作，还应注意机床的规范使用，注重日常保养，长期坚持做好预防性维修维护工作。

4　数控车床系统性维护

①操作人员每班严格按照设备操作规程规范操作，操作者和维修人员严格执行维修维护制度。

②保持电气柜和强电柜的密封性，防止空气中的油雾、灰尘及金属粉末吸附在