關(guān)于數(shù)控機(jī)床的主軸部件結(jié)構(gòu)分析以及維護(hù)方法

摘 要：文章對數(shù)控機(jī)床當(dāng)中的數(shù)控車床、數(shù)控銑床以及工件加工中心的主軸部件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并介紹了數(shù)控機(jī)床主軸部件的日常維護(hù)方法，希望能有效提高數(shù)控機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

關(guān)鍵詞：數(shù)控銑床；數(shù)控車床；工件加工中心；主軸結(jié)構(gòu)；日常維護(hù)

主軸部件是數(shù)控機(jī)床的核心部件，其運(yùn)轉(zhuǎn)精確度、耐磨性能、防震性能、機(jī)械強(qiáng)度等都會(huì)影響到工件加工的質(zhì)量，再加上操作過程中還會(huì)有環(huán)境的影響以及人為因素的影響，工件加工的質(zhì)量就更難得到保證。所以要從可控的方面著手，將一切可控因素都調(diào)整到位，比如數(shù)控機(jī)床的主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及主軸結(jié)構(gòu)的日常維護(hù)等。

1 數(shù)控機(jī)床主軸部件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

目前所使用的數(shù)控機(jī)床類型主要包括數(shù)控車床、數(shù)控銑床以及工件加工中心。

1.1 數(shù)控車床主軸部件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（1）主軸的主體結(jié)構(gòu)是一個(gè)空心階梯軸。

（2）主軸的前面部分主要由法蘭盤和專門的卡盤結(jié)構(gòu)組成。

（3）主軸的后面部分放置回轉(zhuǎn)油缸。

（4）主軸空心部分用于設(shè)置油缸的活塞桿。

（5）車床的傳動(dòng)裝置主要有齒輪傳動(dòng)、傳送帶傳送以及齒輪-傳送帶組合傳動(dòng)等方式。

（6）驅(qū)動(dòng)器主要作用是連接電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)數(shù)控車床的運(yùn)轉(zhuǎn)。

（7）光電脈沖編碼器，用于測量主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，并及時(shí)反饋信息至數(shù)控系統(tǒng)。

（8）回轉(zhuǎn)油缸的主要作用是通過調(diào)整液壓來控制卡盤裝置與法蘭盤的結(jié)合與分離。

1.2 數(shù)控銑床主軸部件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（1）同數(shù)控車床一樣，主軸的中心是空心的。

（2）主軸的前面部分是一個(gè)比例為7：24的錐型孔洞，并且在端面上設(shè)有一對專門的主軸轉(zhuǎn)矩檢測裝置將主軸轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)傳輸給銑刀。

（3）主軸的后面部分設(shè)有液壓缸裝置用于放松銑刀。

（4）主軸中間的空心部分用于彈簧的安裝、以及銑刀固定刀爪的安裝等。

（5）主軸的傳動(dòng)裝置主要是齒輪傳動(dòng)，而且是變速傳動(dòng)。

（6）電氣結(jié)構(gòu)與數(shù)控車床相似，驅(qū)動(dòng)器用于連接電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)數(shù)控銑床的運(yùn)轉(zhuǎn)；光電脈沖編碼器，用于測量主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，并及時(shí)反饋信息至數(shù)控系統(tǒng)；液壓缸的主要作用是通過調(diào)整液壓來控制回路[1]。

1.3 工件加工中心主軸部件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

工件加工中心主軸部件的大致結(jié)構(gòu)與數(shù)控銑床相類似，唯一不同的地方在于工件加工中心自帶刀庫和自動(dòng)換刀的裝置，自動(dòng)化程度相對較高，在控制結(jié)構(gòu)上與數(shù)控銑刀會(huì)有所不同，具體表現(xiàn)在：

（1）主軸多出一個(gè)停轉(zhuǎn)精度控制裝置，主要作用是嚴(yán)格控制好主軸停止的位置，便于自動(dòng)換刀裝置進(jìn)行精準(zhǔn)、有效率的換刀。

（2）刀庫配送刀具的系統(tǒng)與數(shù)控系統(tǒng)聯(lián)系在一起，使得刀庫配送出的刀具能及時(shí)被數(shù)控裝置調(diào)用到數(shù)控機(jī)床，完成自動(dòng)換刀工作[2]。

2 數(shù)控機(jī)床主軸部件的故障診斷與日常維護(hù)

2.1 數(shù)控機(jī)床主軸部件的故障診斷

主軸部分是數(shù)控機(jī)床的核心部分之一，一旦發(fā)生故障，將會(huì)影響整個(gè)數(shù)控機(jī)床的正常運(yùn)行，所以要及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并采取相應(yīng)措施進(jìn)行維修，維持?jǐn)?shù)控機(jī)床的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

2.1.1 主軸故障特點(diǎn)

數(shù)控機(jī)床的主軸系統(tǒng)主要由機(jī)械傳動(dòng)部分以及電氣控制部分組成，所以主軸故障也有機(jī)械傳動(dòng)故障與電氣控制故障兩類。其中機(jī)械傳動(dòng)部分出現(xiàn)故障頻率最高的部分是那些活動(dòng)比較頻繁的部分，比如主軸的旋轉(zhuǎn)部分、作往返直線運(yùn)動(dòng)的部分等，所以尋找故障源頭時(shí)通常是從這些活動(dòng)頻繁的部分找起。比如在刀具從刀庫中調(diào)出來時(shí)，數(shù)控機(jī)床上的拉刀桿卻無法準(zhǔn)確地抓住刀具，這時(shí)就應(yīng)該檢查拉刀桿的運(yùn)行軌跡，觀察其運(yùn)行軌跡是否與初始設(shè)置的軌跡相符，因?yàn)槔稐U是進(jìn)程做往返直線運(yùn)動(dòng)的，由于頻繁地活動(dòng)使運(yùn)動(dòng)軌跡很容易發(fā)生偏差。而電氣控制系統(tǒng)中最容易發(fā)生故障的是電動(dòng)機(jī)，因?yàn)橹灰獢?shù)控機(jī)床在運(yùn)轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)就在一直不停的工作狀態(tài)當(dāng)中，長期負(fù)載使得電動(dòng)機(jī)有一定損傷，容易出現(xiàn)故障。

2.1.2 主軸故障診斷

主軸系統(tǒng)的故障診斷通常從簡單的機(jī)械傳動(dòng)故障檢測開始，機(jī)械傳動(dòng)故障一般表現(xiàn)地比較明顯，很容易發(fā)現(xiàn)故障的源頭，而電氣控制故障一般隱藏在電氣設(shè)備的內(nèi)部，故障難以發(fā)現(xiàn)。所以主軸部分的故障診斷是以“先機(jī)械、后電氣”為診斷原則，可以明顯提高診斷效率。

2.2 數(shù)控機(jī)床主軸部件的日常維護(hù)

要想實(shí)現(xiàn)加工工件質(zhì)量高、加工工件精確度高、生產(chǎn)效率高等工件加工目標(biāo)，不僅需要選擇合適性能的數(shù)控機(jī)床和加工工藝，還需要在數(shù)控機(jī)床未使用時(shí)做好日常維護(hù)工作，保證數(shù)控機(jī)床在待機(jī)時(shí)也可以保持最佳狀態(tài)，便于下一次的投入使用。

數(shù)控機(jī)床的維護(hù)不僅包括對故障的維修工作，還包括日常的維護(hù)。只有將日常的維護(hù)工作做到位了，才可以減少環(huán)境對數(shù)控機(jī)床的損壞，延長數(shù)控機(jī)床主要部件的使用年限，并能有效減少故障發(fā)生的幾率，在一定程度上提高了數(shù)控機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性和穩(wěn)定性。而主軸部件是數(shù)控機(jī)床的核心部件之一，所以是日常維護(hù)過程中重點(diǎn)關(guān)注的對象。

對數(shù)控機(jī)床主軸部分的日常維護(hù)主要從潤滑、冷卻以及密封性檢查等幾個(gè)方面進(jìn)行，具體操作方法如下：

（1）適當(dāng)?shù)臐櫥?，可以使主軸軸承的摩擦系數(shù)降低，減少軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)因摩擦產(chǎn)生的熱量，降低軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的溫度；也可以減少軸承的磨損程度，延長主軸軸承的使用年限。在進(jìn)行潤滑維護(hù)時(shí)，如果軸承運(yùn)轉(zhuǎn)速度較慢，那么可以用液體油液進(jìn)行循環(huán)涂抹潤滑；如果軸承運(yùn)轉(zhuǎn)速度較快，為了保證安全，可以使用潤滑油噴霧的方式來進(jìn)行潤滑[3]。

（2）主軸部件的冷卻維護(hù)工作主要是針對軸承的，主軸軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)因?yàn)槟Σ玲尫懦龃罅繜崃?，工作溫度快速升高，所以為了防止軸承因高溫被損壞，要及時(shí)進(jìn)行冷卻。

（3）主軸部件的密封性檢查主要是為了防止外界的灰塵、碎屑以及其他雜物等混入主軸內(nèi)部，對主軸內(nèi)部的部件造成損壞以及防止所涂抹的潤滑油發(fā)生滲漏。如果使用橡膠密封圈進(jìn)行密封，則需要檢查密封圈的密封性，如果密封圈發(fā)生老化或者破損現(xiàn)象要及時(shí)進(jìn)行更換。

3 結(jié)束語

數(shù)控機(jī)床中的三種類型：數(shù)控車床、數(shù)控銑床、工件加工中心各有各的主軸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，要根據(jù)實(shí)際工件加工需要選擇合適的數(shù)控機(jī)床；此外，數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)對數(shù)控機(jī)床的正常穩(wěn)定運(yùn)行有十分重要的作用，希望數(shù)控機(jī)床的維護(hù)人員能夠引起重視，認(rèn)認(rèn)真真做好數(shù)控機(jī)床的維護(hù)工作。

參考文獻(xiàn)

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