数控机床机械结构故障诊断与维修

陈广夺

（齐齐哈尔二机床（集团）有限责任公司，黑龙江 齐齐哈尔 161005）

数控机床是个复杂的系统，一台数控机床不仅包括机械装置、液压系统，还包括电气控制部分和软件程序等。组成数控机床的这些部分，由于各种原因，不可避免地会发生不同程度、不同类型的故障，这些故障轻则导致数控机床不能正常工作，重则影响企业生产。本文着重分析数控机床机械结构的故障诊断及维修。

1 数控机床机械结构的组成

数控机床的主要组成部分与普通机床类似，包括主传动系统及主轴部件、进给传动系统、基础件及其他辅助装置。

2 数控机床机械结构故障诊断与维修

机械故障是指机械结构因偏离其设计状态而丧失部分或全部功能的现象。

（1）主轴部件的常见故障及其诊断维修。①加工精度达不到要求。加工精度达不到要求产生的原因有:机床在运输过程中受到冲击；安装不牢固、安装精度低或有变化；针对上述原因应做如下处理:检查对机床精度有影响的各部位，特别是导轨副；重新安装调平、紧固。②切削振动大。数控机床切削有时候会出现振动过大现象。造成这种现象的原因有以下5种可能:主轴箱和床身连接螺钉松动；轴承预紧力不够，游隙过大；轴承预紧螺母松动，使主轴窜动；轴承拉毛或损坏；主轴与箱体超差。为了排除这一故障，根据不同的原因，给出下面的解决措施:恢复精度后紧固连接螺钉；重新调整轴承游隙。但预紧力不宜过大，以免损坏轴承；紧固螺母，确保主轴精度合格；更换轴承；修理主轴或箱体，使其配合精度、位置精度达到要求。③主轴箱噪声大。数控机床工作时，主轴箱噪声一般要求不超过78dB(A)，若超出此值，导致的原因可能有:主轴部件动平衡不好；齿轮啮合间隙不均匀或严重损伤；轴承损坏或传动轴弯曲；传动带长度不一或过松；相应的维修方法:重做动平衡；调整间隙或更换齿轮；修复或更换轴承，校直传动轴；调整或更换传动带，不能新旧混用。④齿轮和轴承损坏。齿轮和轴承损坏现象产生的原因有:变挡压力过大，齿轮受冲击产生破损；变档机构损坏或固定销脱落；轴承预紧力过大或无润滑。不同原因对应的解决措施:按液压原理图，调整到适当的压力和流量；修复或更换零件；重新调整预紧力，并使之润滑充足。

（2）进给运动系统常见故障及诊断维修。①滚珠丝杠副噪声。进给系统传动链出现滚珠丝杠副噪声故障原因:丝杠支承轴承的压盖压合情况不好；丝杠支承轴承可能破裂；电动机与丝杠联轴器松动；丝杠润滑不良；滚珠丝杠副滚珠有破损。故障维修方法是调整轴承压盖，使其压紧轴承端面；如轴承破损，更换新轴承；拧紧联轴器，锁紧螺钉；改善润滑条件，使润滑油量充足；更换新滚珠。②滚珠丝杠运动不灵活。产生滚珠丝杠运动不灵活的原因有两个即轴向预加载荷过大；丝杠与导轨不平行。应对措施是调整轴向间隙和预加载荷；调整丝杠支座位置，使丝杠与导轨平行。

（3）导轨常见故障及诊断维修。①导轨研伤。导致数控机床导轨研伤的原因有机床经长时间使用，地基与床身水平度有变化，使导轨局部单位面积负荷过大；长期加工短工件或承受过分集中的负荷，使导轨局部磨损严重；导轨润滑不良；机装维护不良，导轨里落入脏物。针对上述原因制定不同的维修方法:定期进行床身导轨的水平度调整，或修复导轨精度；注意合理分布短工件的安装位置，避免负荷过分集中；调整导轨润滑油量，保证润滑油压力；加强机床保养，保护好导轨防护装置。②导轨上移动部件运动不良或不能移动。导轨上移动部件运动不良或不能移动现象产生的原因有4个即导轨面研伤；导轨压板研伤；导轨镶条与导轨间隙太小，调得太紧。相应的解决办法是用180号砂布修磨机床与导轨面上的研伤；卸下压板，调整压板与导轨间隙；松开镶条防松螺钉，调整镶条螺栓，使运动部件运动灵活，保证0.03mm的塞尺不得塞入，然后锁紧防松螺钉。③加工面在接刀处不平。加工面在接刀处不平故障原因是导轨直线度超差；工作台镶条松动或镶条弯度太大；机床水平度差，使导轨发生弯曲。针对不同原因制定的维修方法有调整或修刮导轨，允差为0.015/500mm；调整镶条间隙，镶条弯度在自然状态下小于0.05mm/全长；调整机床安装水平度，保证平行度、垂直度在0.02/1000mm之内。

（4）回转工作台常见故障及诊断维修。①工作台没有抬起动作。工作台没有抬起动作故障原因有控制系统没有抬起信号输入；抬起液压阀卡住没有动作；液压压力不够；抬起液压缸研损或密封损坏。相应的维修方法是检查控制系统是否有抬起信号输出；修理或清除污物，更换液压阀；检查油箱内油是否充足，并重新调整压力。②工作台转位分度不到位，发生顶齿或错齿。数控机床工作台转位分度不到位，发生顶齿或错齿故障原因有控制系统输入的脉冲数不够；机械传动系统间隙太大；液压转台的转位液压缸研损，未转到位；转位液压缸前端的缓冲装置失效，死挡铁松动。相应应对措施是检查系统输入的脉冲数；调整机械传动系统间隙，轴向移动蜗杆，或更换齿轮、锁紧胀紧套等；修复研损部位；修复缓冲装置，拧紧死挡铁螺母。

3 结语

数控机床机械结构故障是企业生产过程中的常见问题，本文对其常见故障进行了分析，并给出了维修办法，无论是对企业的维修人员还是机床操作者都有很好的参考价值和借鉴意义。

[1]海燕.数控机床机械维修[M].北京.中国电力出版社，2008.

[2]田宏宇.数控机床与数控技术[M].北京.希望电子出版社，2006.