車床主軸

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車床主軸范文第1篇

【關鍵詞】熱變形的影響；主軸箱

主軸箱作為臥式車床的重要部件之一。在工作時，由于傳動件的機械摩擦，油飛濺，攪拌作用等而發熱，使主軸箱溫度升高，產生熱變形。熱變形的影響，主要有以下幾個方面：

第一、改變各相關部件的相對位置。

如主軸箱發熱后使主軸軸線升高，而尾座則由于內部無傳動件而溫升很小，這就使主軸與尾座套筒軸線的相對位置發生改變，影響工件的加工精度。

第二、改變主軸的幾何位置。

主軸的前后支承構造不同，溫升也不同。這就使得前后支承處箱體的熱膨脹量不同，從而使主軸軸線傾斜，熱檢時超差。

第三、改變軸承的間隙。

箱體的散熱條件較好，軸承和主軸的散熱條件較差，這就使得軸承和主軸的溫度高于箱體，熱膨脹量較多，從而產生減少軸承的間隙或加大預緊量。這樣，又會進一步增加發熱量和溫差，嚴重時將導致發生事故。

第四、改變條件。

溫升使油的粘度降低，粘度降低又將進一步降低油的性能和油膜的承載壓力，嚴重時導致失效。

因此，減少主軸箱的發熱和加強散熱，以便降低溫升，并采取某些均熱措施以減少不均勻熱膨脹是設計主軸箱，特別是設計數控臥式車床主軸箱所必須考慮的問題。

1.熱平衡和溫度場

主軸箱在工作時一方面產生熱量，另一方面又向周圍環境散發熱量。如果單位時間產生的熱量一定，則開始時，主軸箱的溫度較低，與周轉環境之間的溫差較小，散熱較少，溫度升高就較快。隨著溫度的升高將逐步減慢。最后一定會達到某一溫度，這時，同一時間內的發熱量等于散熱量，即達到了熱平衡。

達到熱平衡的時間是相當長的，對于普通車床國家現行通用技術要求規定每小時的溫升不差過5℃，就認為達到了熱平衡。一般需連續運轉2至3小時才能達到熱平衡。

主軸箱的溫度不可能每個部位都相同。熱源處溫度較高，其它地方較低。一般機床的主軸箱往往就是主軸軸承處的溫度高。按照國家現行標準規定，普通精度級機床，當主軸的最高轉速空運轉達到熱平衡時，主軸軸承的溫度和溫升，滑動軸承溫度不超過60℃，溫升不超過30℃；滾動軸承溫度不超過70℃，溫升不超過40℃。這里的溫升實際上是滾動軸承外圈的溫升。軸頸的溫升由于散熱條件較差需要更高些。

熱量主要是從某個熱源發出的。所以熱源處溫度最高，離熱源越遠則溫度較低。這就形成了溫度場。

事實上，熱源往往不止一個。例如若主軸箱底部油池熱油聚集在內，這就形成另一個熱源。此外箱體的厚度也不會均勻。這時，等溫線將表現為復雜的曲線。由于各處溫度不同，將產生不均勻的熱變形，從而進一步影響加工精度。

2.主軸箱的溫升估算

機床各部件中發熱最多的主軸箱。因此，有必要對主軸箱的溫升進行估算。如果發現溫升過高，則在設計階段就可采取措施。例如：加通風、箱體增加散熱片、油專設油箱進行外循環、油設冷卻裝置等。

2.1主軸箱的發熱

主軸箱的較高溫度出現在主軸高速空載連續運轉達到平衡溫度時，主軸箱的發熱量Q，可以認為是由主軸最高速旋轉時空載損失N空轉化來的。

Q=N（kw）=1000N（w）

2.2主軸箱體的平均溫升估算

箱體內多個熱源，如軸承、齒輪、摩擦離合器、油池等。它們的發熱不同，又分布在箱體內各個部分。箱體和表面散熱條件也不一致，故箱體上個點溫度并不均勻。下式可用來對箱體的平均溫升進行估算。運轉2小時后箱體的平均溫升：

ψ——箱體通過接合面傳至其他機件的熱量比例。對于車床和組合機床ψ=0.15～0.2，接觸面較大時取大值。

平均散熱系數K=（Wm2·℃）

式中AA.....A——各箱壁表面積（m2）

KK......K——分別為箱體第1至第n壁的散熱系數（Wm2·℃）見表1。

例：估算一臥式車床主軸箱在主軸以最高轉速運轉時的平均溫升。主軸和帶輪轉速均為1400r/min，空轉功率損失估算為Q=N（kw）=1925（w）。箱體的尺寸如圖1所示。箱體質量為500 kg。

（1）散熱系數h。

箱體的面1前有高速旋轉的卡盤，表面3之后又帶輪皆能產生良好的氣流，K=K=85（Wm2·℃）；面積皆為0.355x0.52=0.184m2。表面2、4、5的鄰接面有良好的氣流K=K=K=16（Wm2·℃）；表面6散熱條件較差，K=14（Wm2·℃）；面積A=A=0.57x0.355=0.202m2， A=A=0.52x0.57=0.296m2。

K=

==34.2（Wm2·℃）

（2）散熱面積A=（0.184+0202+0.296）×2=1.364。

（3）時間常數Z==≈1.5（h）

（4）求箱體平均溫升取ψ=1.75

當t=1h時，Q=（1-0.175）××（1-e）≈15℃

當t=2h時，Q=（1-0.175）××（1-e）≈22.5℃

當t=3h時Q=（1-0.175）××（1-e）≈26.4℃

從以上計算結果可以看出，運轉1小時至3小時之間溫升已經小于4℃，可以認為達到了熱平衡。箱體平均溫升約為27℃。作為普通精度等級機床的主軸箱，可以不采用降溫措施。

【參考文獻】

[1]機械設計通用手冊——機械工業出版社.

車床主軸范文第2篇

1. 主軸系統分類及特點

數控機床主軸驅動系統是數控機床的大功率執行機構，其功能是接受數控系統（CNC）的S碼速度指令及M碼輔助功能指令，驅動主軸進行切削加工。它包括主軸驅動裝置、主軸電動機、主軸位置檢測裝置、傳動機構及主軸。通常主軸驅動被加工工件旋轉的是車削加工，所對應的機床是車床類；主軸驅動切削刀具旋轉的是銑削加工，所對應的機床是銑床類。

全功能數控機床的主傳動系統大多采用無級變速。目前，無級變速系統根據控制方式的不同主要有變頻主軸系統和伺服主軸系統兩種，一般采用直流或交流主軸電機，通過帶傳動帶動主軸旋轉，或通過帶傳動和主軸箱內的減速齒輪（以獲得更大的轉矩）帶動主軸旋轉。另外根據主軸速度控制信號的不同可分為模擬量控制的主軸驅動裝置和串行數字控制的主軸驅動裝置兩類。模擬量控制的的主軸驅動裝置采用變頻器實現主軸電動機控制，有通用變頻器控制通用電機和專用變頻器控制專用電機兩種形式。目前大部分的經濟型機床均采用數控系統模擬量輸出+變頻器+感應（異步）電機的形式，性價比很高，這時也可以將模擬主軸稱為變頻主軸。串行主軸驅動裝置一般由各數控公司自行研制并生產，如西門子公司的611系列，日本發那克公司的α系列等。

1.1普通籠型異步電動機配齒輪變速箱

這是最經濟的一種方法主軸配置方式，但只能實現有級調速，由于電動機始終工作在額定轉速下，經齒輪減速后，在主軸低速下輸出力矩大，重切削能力強，非常適合粗加工和半精加工的要求。如果加工產品比較單一，對主軸轉速沒有太高的要求，配置在數控機床上也能起到很好的效果；它的缺點是噪音比較大，由于電機工作在工頻下，主軸轉速范圍不大，不適合有色金屬和需要頻繁變換主軸速度的加工場合。

1.2普通籠型異步電動機配簡易型變頻器

可以實現主軸的無級調速，主軸電動機只有工作在約500轉/分鐘以上才能有比較滿意的力矩輸出，否則，特別是車床很容易出現堵轉的情況，一般會采用兩擋齒輪或皮帶變速，但主軸仍然只能工作在中高速范圍，另外因為受到普通電動機最高轉速的限制，主軸的轉速范圍受到較大的限制。

1.3通籠型異步電動機配通用變頻器

目前進口的通用變頻器，除了具有U/f曲線調節，一般還具有無反饋矢量控制功能，會對電動機的低速特性有所改善，配合兩級齒輪變速，基本上可以滿足車床低速（100―200轉/分鐘）小加工余量的加工，但同樣受最高電動機速度的限制。這是目前經濟型數控機床比較常用的主軸驅動系統。

1.4專用變頻調速電動機配通用變頻器

將調速電動機與主軸合成一體，這是幾年來新出現的一種結構。這種變速方式大大簡化了主軸箱體與主軸的結構，有效地提高了主軸部件的剛度，但主軸輸出轉矩小，電動機發熱對主軸影響較大。

2.主軸系統的發展方向

機床的主軸驅動與進給驅動有較大的差別。機床主軸的工作運動通常是旋轉運動，不像進給驅動需要絲杠或其他直線運動裝置作往復運動。數控機床通常通過主軸的回轉與進給軸的進給實現刀具與工件的快速的相對切削運動。在20世紀60―70年代，數控機床的主軸一般采用三項感應電動機配上多級齒輪變速箱實現有級變速的驅動方式。隨著刀具技術、生產技術、加工工藝以及生產效率的不斷發展，上述傳統的主軸驅動已經不能滿足生產的需要。現代數控機床對主軸傳動提出了更高的要求：

2.1調速范圍寬并實現無級調速；

對主軸的調速范圍要求更高，就是要求主軸能在較寬的轉速范圍內根據數控系統的指令自動實現無極調速，并減少中間傳動環節，簡化主軸箱。主軸變速分為有級變速、無級變速和分段無級變速三種形式，其中有級變速僅用于經濟型數控機床，大多數數控機床均采用無級變速或分段無級變速。在無級變速中，變頻調速主軸一般用于普及型數控機床，交流伺服主軸則用于中、高檔數控機床。

2.2恒功率范圍要寬；

主軸在全速范圍內均能提供切削所需功率，并盡可能在全速范圍內提供主軸電動機的最大功率。由于主軸電動機與驅動裝置的限制，主軸在低速段均為恒轉矩輸出。為滿足數控機床低速、強力切削的需要，常采用分級無級變速地方法（即在低速段采用機械減速裝置），以擴大輸出轉矩。

2.3 具有4象限驅動能力；

要求主軸在正、反向轉動時均可進行自動加、減速控制，并且加、減速時間要短。

2.4 具有位置控制能力；

即進給功能（C軸功能）和定向功能（準停功能），以滿足機床自動換刀、剛性攻絲、螺紋切削以及車削中心的某些加工工藝的需要。

2.5具有較高的精度與剛度，傳動平穩，噪音低；

2.6 良好的抗震性和熱穩定性。

3.國內外先進主軸系統

車床主軸范文第3篇

在目前數控車床中，主軸控制裝置通常是采用交流變頻器來控制交流主軸電動機。為滿足數控車床對主軸驅動的要求，必須有以下性能:(1)寬調速范圍，且速度穩定性能要高;(2)在斷續負載下，電機的轉速波動要小;(3)加減速時間短;(4)過載能力強;(5)噪聲低、震動小、壽命長。

本文介紹了采用數控車床的主軸驅動中變頻控制的系統結構與運行模式，并闡述了無速度傳感器的矢量變頻器的基本應用。

2數控車床主軸變頻的系統結構與運行模式

2.1主軸變頻控制的基本原理

由異步電機理論可知，主軸電機的轉速公式為:

n=(60f/p)×(1-s)

其中P—電動機的極對數，s—轉差率，f—供電電源的頻率，n—電動機的轉速。從上式可看出，電機轉速與頻率近似成正比，改變頻率即可以平滑地調節電機轉速，而對于變頻器而言，其頻率的調節范圍是很寬的，可在0～400Hz(甚至更高頻率)之間任意調節，因此主軸電機轉速即可以在較寬的范圍內調節。

當然，轉速提高后，還應考慮到對其軸承及繞組的影響，防止電機過分磨損及過熱，一般可以通過設定最高頻率來進行限定。

圖1所示為變頻器在數控車床的應用，其中變頻器與數控裝置的聯系通常包括:(1)數控裝置到變頻器的正反轉信號;(2)數控裝置到變頻器的速度或頻率信號;(3)變頻器到數控裝置的故障等狀態信號。因此所有關于對變頻器的操作和反饋均可在數控面板進行編程和顯示。

2.2主軸變頻控制的系統構成

不使用變頻器進行變速傳動的數控車床一般用時間控制器確認電機轉速到達指令速度開始進刀，而使用變頻器后，機床可按指令信號進刀，這樣一來就提高了效率。如果被加工件如圖2(1)所示所示形狀，則由圖2(1)中看出，對應于工件的AB段，主軸速度維持在1000rpm，對應于BC段，電機拖動主軸成恒線速度移動，但轉速卻是聯系變化的，從而實現高精度切削。

在本系統中，速度信號的傳遞是通過數控裝置到變頻器的模擬給定通道(電壓或電流)，通過變頻器內部關于輸入信號與設定頻率的輸入輸出特性曲線的設置，數控裝置就可以方便而自由地控制主軸的速度。該特性曲線必須涵蓋電壓/電流信號、正/反作用、單/雙極性的不同配置，以滿足數控車床快速正反轉、自由調速、變速切削的要求。

3無速度傳感器的矢量控制變頻器

3.1主軸變頻器的基本選型

目前較為簡單的一類變頻器是V/F控制(簡稱標量控制)，它就是一種電壓發生模式裝置，對調頻過程中的電壓進行給定變化模式調節，常見的有線性V/F控制(用于恒轉矩)和平方V/F控制(用于風機水泵變轉矩)。

標量控制的弱點在于低頻轉矩不夠(需要轉矩提升)、速度穩定性不好(調速范圍1:10)，因此在車床主軸變頻使用過程中被逐步淘汰，而矢量控制的變頻器正逐步進行推廣。

所謂矢量控制，最通俗的講，為使鼠籠式異步機像直流電機那樣具有優秀的運行性能及很高的控制性能，通過控制變頻器輸出電流的大小、頻率及其相位，用以維持電機內部的磁通為設定值，產生所需要的轉矩。

矢量控制相對于標量控制而言，其優點有:(1)控制特性非常優良，可以直流電機的電樞電流加勵磁電流調節相媲美;(2)能適應要求高速響應的場合;(3)調速范圍大(1:100);(4)可進行轉矩控制。

當然相對于標量控制而言，矢量控制的結構復雜、計算煩瑣，而且必須存貯和頻繁地使用電動機的參數。矢量控制分無速度傳感器和有速度傳感器兩種方式，區別在于后者具有更高的速度控制精度(萬分之五)，而前者為千分之五，但是在數控車床中無速度傳感器的矢量變頻器的控制性能已經符合控制要求，所以這里推薦并介紹無速度傳感器的矢量變頻器。

.2無速度傳感器的矢量變頻器

無速度傳感器的矢量變頻器目前包括西門子、艾默生、東芝、日立、LG、森蘭等廠家都有成熟的產品推出，總結各自產品的特點，它們都具有以下特點:(1)電機參數自動辯識和手動輸入相結合;(2)過載能力強，如50%額定輸出電流2min、180%額定輸出電流10s;(3)低頻高輸出轉矩，如150%額定轉矩/1HZ;(4)各種保護齊全(通俗地講，就是不容易炸模塊)。

無速度傳感器的矢量控制變頻器不僅改善了轉矩控制的特性，而且改善了針對各種負載變化產生的不特定環境下的速度可控性。圖3所示，為某品牌無速度傳感器變頻器產品在低頻和正常頻段時的轉矩測試數據(電機為5.5kW/4極)。從圖中可知，其在低速范圍時同樣可以產生強大的轉矩。在實驗中，我們同樣將2Hz的矢量變頻控制和V/F控制變頻進行比較發現，前者具有更強的輸出力矩，切削力幾乎與正常頻段(如30Hz或50Hz)相同。

3.3矢量控制中的電機參數辨識

由于矢量控制是著眼于轉子磁通來控制電機的定子電流，因此在其內部的算法中大量涉及到電機參數。從圖4的異步電動機的T型等效電路表示中可以看出，電機除了常規的參數如電機極數、額定功率、額定電流外，還有R1(定子電阻)、X11(定子漏感抗)、R2(轉子電阻)、X21(轉子漏感抗)、Xm(互感抗)和I0(空載電流)。

參數辨識中分電機靜止辨識和旋轉辨識2種，其中在靜止辨識中，變頻器能自動測量并計算頂子和轉子電阻以及相對于基本頻率的漏感抗，并同時將測量的參數寫入;在旋轉辨識中，變頻器自動測量電機的互感抗和空載電流。

在參數辨識中，必須注意:(1)若旋轉辨識中出現過流或過壓故障，可適當增減加減速時間;(2)旋轉辨識只能在空載中進行;(3)如辨識前必須首先正確輸入電機銘牌的參數。

3.4數控車床主軸變頻矢量控制的功能設置

從圖1中可以看出，使用在主軸中變頻器的功能設置分以下幾部分:

(1)矢量控制方式的設定和電機參數;

(2)開關量數字輸入和輸出;

(3)模擬量輸入特性曲線;

(4)SR速度閉環參數設定。

4結束語

對于數控車床的主軸電機，使用了無速度傳感器的變頻調速器的矢量控制后，具有以下顯著優點:大幅度降低維護費用，甚至是免維護的;可實現高效率的切割和較高的加工精度;實現低速和高速情況下強勁的力矩輸出。

參考文獻

車床主軸范文第4篇

【關鍵詞】機械故障；加工精度；使用壽命

一、車床機械結構概述

CA6140型普通車床的主要組成部件有“三箱、三杠、三個一”，三箱：主軸箱、進給箱、溜板箱；三杠：光杠、絲杠、操縱杠；三個一：一個床身、一個刀架、一個尾座。

主軸箱：主要將主電機傳來的旋轉運動經過一系列的變速機構使主軸得到所需的正反兩種轉向的轉速，同時主軸箱分出部分動力將運動傳給進給箱。主軸箱中主軸是車床的關鍵零件。主軸在軸承上運轉的平穩性直接影響工件的加工質量，一旦主軸的旋轉精度降低，則機床的使用價值就會降低。

進給箱：通過調整其變速機構，使其得到所需的進給量或螺距，并經過光杠或絲杠將運動傳至刀架以進行切削。

溜板箱：聯系進給箱和刀架，并作縱、橫向或斜向運行。

絲杠、光杠與操縱桿：光桿是用以聯接進給箱與溜板箱，并把進給箱的運動和動力傳給溜板箱的部件，并使溜板箱獲得縱、橫向直線運動。

刀架：裝夾刀具。

尾架（座）：可以用后頂尖支撐較長零件，同時可以安裝鉆頭、鉸刀等孔加工刀具進行孔的加工。

床身：支撐各部件和整個車床。

二、車床常見機械故障產生的原因

普通車床常見的故障，就其性質可分為車床本身運轉不正常和加工工件產生缺陷兩大類。故障表現的形式是多種多樣的，產生的原因也常由很多因素綜合形成。一般地說，造成故障的原因有以下幾種：

1、車床零部件存在質量問題

車床本身的機械部件等因質量原因工作失靈，或者有些零件磨損嚴重，精度超差甚至損壞。

2、車床安裝和裝配精度差

車床的安裝精度主要包括以下三個方面的內容：一是床身的安裝，二是溜板刮配與床身裝配，三是溜板箱、進給箱及主軸箱的安裝。

3、日常維護和保養不當

車床的維護是保持車床處于良好狀態，延長使用壽命，減少維修費用，降低產品成本，保證產品質量，提高生產效率所必須進行的日常工作。日常維護是車床維護的基礎，必須達到“整齊、清潔、、安全”。

4、使用不合理和操作不規范

不同的車床有著不同的技術參數，從而反映其本身具有的加工范圍和加工能力。因此，在使用過程中，要嚴格按車床的加工范圍和本工種操作規程來操作，從而保證車床的合理使用。

三、常見的機械故障及處理方法

車床在日常運行中，常見的機械故障在主軸箱、溜板箱、主軸等部位出現，其現象較為明顯的就是車床損壞，不能正常運轉；但大多數的故障是通過被加工工件達不到精度、存在某種缺陷而表現出來的。現分別找出故障的原因和處理方法。

1、主軸箱常見故障

（1）主軸箱溫度過高

容易引起車床熱變形，嚴重時會使主軸與尾架不等高。

原因：轉速較高、缺少油、軸承過緊、位置不當等。

處理方法：調整轉速、添加油、調整主軸和軸承間隙。

（2）主軸箱冒煙

原因：缺少油、摩擦片過緊、軸承過緊、位置不當等。

處理方法：添加油、調松摩擦片和主軸與軸承間隙。

（3）主軸箱漏油、噪音過大

原因：箱蓋不平整、回油孔堵塞、齒輪嚙合精度差等。

處理方法：更換軸承、疏通回油孔。

2、零件加工時主軸故障

（1）背吃刀量大時會自行停車

原因：摩擦片過松、齒輪未上檔、傳動皮帶過松等。

處理方法：調整摩擦片和皮帶，重新掛上齒輪。

（2）主軸停車太慢

原因：制動帶磨損嚴重、調節過松。

處理方法：調整制動帶或更換齒輪。

（3）打到中間空檔上無制動

原因：檔位沒有掛到位、制動片損壞或間隙過大。

處理方法：重調檔位、調整或更換制動片。

（4）反轉無轉速（或主軸不旋轉）

原因：檔位沒有掛到位、離合器手柄位置不正確、離合器片打滑。

處理方法：重調檔位、離合器、或檢查離合器片是否打滑等

3、加工零件時工件精度或其它缺陷所表現出來的故障

（1）工件精車端面后出現端面振擺超差和有波紋

原因：主軸軸向竄動過大、中滑板絲杠彎曲與螺母間隙過大、中滑板橫向進給不均勻。

處理方法：調整主軸后端的推力軸承、調整中滑板絲杠與螺母的間隙或重配螺母，并校直絲杠、檢查車床傳動齒輪的嚙合間隙，并調整中滑板的鑲條間隙。

（2）工件尺寸誤差較大（刻度盤不精確）

原因：出現讀數差值說明床鞍的上導軌面（燕尾面）不直、與床鞍上導軌相配合的鑲條有竄動。

處理方法：檢查修理中滑板下機床配件與床鞍相配合的鑲條。必要時應進行刮研修直。

（3）工件加工表面粗糙、產生橢圓、經常崩刀

原因：主軸徑向跳動過大、床鞍部件配合間隙過大、進給量過大、軸承損壞或松動。

處理方法：調整軸承、床鞍部件的間隙，調整進給量、調整或更換軸承。

4、其它機械故障

（1）溜板箱卡死

原因：大溜板箱內有硬物卡住齒輪（或蝸桿蝸輪）、自動走刀手柄未調到空檔位置、傳動齒輪（或蝸桿蝸輪）損壞或脫落、絲桿損壞或脫落等。

處理方法：自動走刀（包括加工螺紋時）手柄調到空檔位置，檢修溜板箱，查看齒輪（或蝸桿蝸輪）、其它零部件是否損壞或脫落等。

（2）尾座手柄轉動不靈敏、固定不緊

原因：蝸桿有硬物卡死、堅固部件松脫。

處理方法：檢修尾座，清理和補齊配件。

（3）車床振動、噪音過大

原因：車床開動之后，由于各運動副之間作旋轉或往復直線運動，周期地接觸和分開，它們之間由于相互運動而產生振動，發生共振。因此，任何機床不管其結構如何合理、裝配如何精確、操作如何得當，一經開動即會產生噪音。

處理方法：正確分析噪音產生的原因，聲音主要發生在傳動部分，主軸箱、變速箱、進給箱等機構中的軸與軸承、互相嚙合的齒輪、蝸輪與蝸桿、絲杠與螺母等主要部位。迅速找出聲源并排除故障。

車床主軸范文第5篇

關鍵詞：車床；主軸；刀架；故障；維護保養；措施

Abstract: lathe is typical of the electromechanical integration system, set the computer control technology, automation control technology, electrical technology, power electronic technology is equal to one. In practical applications, due to the influence of various factors often lead to failure. Therefore, this paper, such as lathe spindle tool of the common fault system are analyzed in detail. Based on this, advances a directional maintenance of effective measures to further slowing the damage of the lathe, the process of guarantee service life of the optimization.

Keywords: lathe, Spindle; Knife; Fault; Maintenance; measures

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：

車床是機械生產加工設備中非常常見的機電一體化產品。由于車床設備長時間使用后，極容易產生機械銹蝕、磨損、電子元器件老化、插件接觸不靈、資料損失等問題，加上工作人員操作失誤和車床自身的隱患等，以致于車床系統經常出現故障。導致整臺機械設備停機而造成整個生產線的停頓。為了不影響整個生產線的正常運行與工作進度，延長車床的使用壽命，減少工廠的經濟損失，必須加強車床故障診斷與分析，提出有效地維護保養措施。

一、車床系統中的常見故障

（一）主軸常見故障分析

主軸是指發動機或電動機接受動力并將它傳遞給其他機件，帶動機件或加工工具旋轉的軸。在車床系統中，主軸連接著機床卡盤與花盤，承載了車床的主要載荷。所以，它是車床支承剛性和回轉精度的重要保障，是實現機械加工的核心部件。正因如此，車床主軸才會經常出現故障。

1、軸承損壞、齒輪損壞、傳動軸斷裂等

車床主軸經過長時間使用后，由于受到磨損、銹蝕等因素的影響，使得運行狀態不是非常良好。如果主軸箱的用油箱結構不合理，就會導致切削液流進油箱，影響油的純度。以致于效果不理想，加快了主軸系統中各零部件的磨損及損壞進程，出現軸承損壞、齒輪損壞、傳動軸斷裂等問題，進而限制了主軸的使用壽命或直接導致生產線停頓。

2、主軸不能定向或定向不到位。

由于定向控制電路的設置和調整錯誤，以及印制電路板的損壞，導致主軸不能準確定位于周向特定位置。以致于刀架實現不了自動換刀，刀具不能準確裝入主軸孔中，嚴重影響車床的正常運行。

3、回轉精度不準確

回轉精度，是主軸誤差運動的范圍。誤差范圍越小，說明回轉主軸中心線空間位置的穩定性越高。由于軸承運動中鋼珠的脫落或間隙過大等，導致軸承精度出現問題，以致于影響了主軸的回轉精度。這種情況會嚴重影響車床的加工精度，降低產品質量。

（二）刀架常見故障分析

1、刀架停頓不動

導致刀架出現停頓不動故障的原因有很多種。蝸桿與蝸輪卡阻、鏈條卡阻等機械卡阻原因；刀架電機燒壞、控制繼電器損害、接觸器損壞等原因；刀架編碼器損壞，以至于輸入與輸出單元損壞發不出信號，檢測不到刀架的具置，所以刀架停頓不動。以上這些原因僅僅是該種故障比較常見的故障因素。在實際工作中一旦遇到這種故障，一定要在現場逐步進行故障診斷與排查，方能確定故障原因。

2、刀架在某刀位一直旋轉不停

通常情況下，這種故障是由于某刀位所對應的霍爾元件（發信盤）損壞，使得刀位信號沒有傳遞到位所致；輸入與輸出單元損害，導致1/0輸入輸出板出現差錯；檢測刀位信號的開關損壞，以致于檢測不到刀位信號，刀架因為沒有接收到指示命令，所以在某刀位上一直旋轉不停。

3、刀架在換刀時不到位或過位

在車床換刀時，如果工作人員沒有出現操作失誤，那么霍爾元件（發信盤）太靠前或太靠后就是導致刀架不到位或過位的主要原因。面對這種情況，工作人員可以利用扳手將磁鋼盤轉到與霍爾元件相對應的角度上，就可以有效排除故障。

4、刀架電機燒壞

一方面是由蝸桿與蝸輪卡阻、鏈條卡阻等機械卡阻所致；另一方面是由于刀架鎖緊狀態保持時間過長，以致于刀架電機的溫度過高而造成電機燒壞。這就需要工作人員修改梯圖，縮短刀架鎖緊狀態的時間才能解決問題。

5、刀架不能鎖緊

由于梯圖刀架鎖緊時間短，在實際運行中導致沒有足夠的時間去鎖緊刀架。除此之外，刀架沒有輸出反轉信號也是一項非常重要的影響因素。

二、車床系統的維護保養措施

（一）培養專業操作人員，嚴格遵守車床系統的操作流程和日常維護制度

為了減少車床系統發生故障的頻率、延緩損壞進程、增加使用壽命，需要培養高技術水平的車床操作人員。要求他們嚴格按照操作流程進行操作，注意觀察操作過程中的每一細小環節與問題，才能做好車床維護保養工作。當機床發生故障時，操作人員一定要保留故障發生現場，如實向技術人員說明故障發生時的情況，便于技術人員進行診斷分析、排除故障。

（二）及時清理機械，保持相對整潔

在車床加工車間，空氣中通常含有大量的油霧和灰塵等物質。如果這些物質進入車床系統內，會附著在機械元器件、電路板等零部件的表面，極容易引起元器件間電阻絕緣或下降，以及其他故障。因此，工作人員需要及時清理，保持機械相對整潔，避免因工作不到位而引發機械故障。

（三）定期檢修，認真記錄檢修記錄

檢修工作，是維護與保養車床系統的關鍵性措施。第一，工作人員需要定期對容易發生故障的車床零部件或子系統等進行檢測與維修。檢查車床系統是否有故障征兆，是否有已損壞的零部件等。這樣才能做到及時采取有效預防措施，更換已壞的零部件,以保證各部件的工作性能與完好程度；第二，在日產檢修工作中需要技術人員認真記錄故障發生過程中每一個問題。包括與故障相關的各種電路圖、數據參數等，以及診斷分析過程中的錯誤分析信息和排查故障的方法等。有利于掌握車床系統的全部信息，為排除故障提供有效的信息依據。

三、總結

綜上所述，要想真正實現車床系統服役壽命的最大化，必須做好機車床系統常見故障的故障分析及檢修工作。全面了解與故障相關的信息，做到及時預防、及時更換已損零部件、及時排除故障，才能真正起到維修保養的效果，延緩車床系統的損壞進程。

參考文獻：

[1] 呂冬杰. 數控車床故障維修二例[J]. 一重技術, 2007,(04) .