摘　要：數控機床體現了當前世界機（jī）床技術進步的（de）主流，是衡量機械製（zhì）造工藝水（shuǐ）平的重要指標，在柔性生產和計算（suàn）機集成製造等先進製造技術中起著重要（yào）的基礎核心作用。因此，如何更好的使用（yòng）數控機床是一個很重要的問題。隨著數控技術的不斷發展，傳統的主軸驅動已不能滿足要（yào）求（qiú）。由於數控機床是一種價（jià）格昂貴（guì）的精密設備（bèi），因此，其故障的診斷維修更是不（bú）容忽視。
　　關（guān）鍵詞：數控機床；主軸軸承；故障分析（xī）；診斷維修
　　一、數控機床對主（zhǔ）軸控製的要求
　　（1）調速範圍各種不同的機床對（duì）調速範圍的要求不同。
　　（2）主軸的旋轉精度和運動精度主軸（zhóu）的（de）旋轉精度是指裝配後（hòu），在無載荷、低速轉動條件下測量主軸前端和距離前（qián）端300mm處的徑向圓跳（tiào）動和（hé）端麵圓跳動值（zhí）。
　　（3）數控機床（chuáng）主軸的變（biàn）速是依指令自（zì）動進（jìn）行的，要求能在較寬的轉速範圍內進行無級調速，並減少中間傳遞環節，簡化主軸箱（xiāng）。目前主軸驅動裝置的調速範圍已達1:100，這對中小型（xíng）數控機床已經夠用了。對於中型以上的數（shù）控機床，如要求調速範圍超過（guò）1:100，則需通過（guò）齒輪換擋的方法解（jiě）決。
　　（4）要求主軸（zhóu）在整（zhěng）個範圍內均能提（tí）供切削所需功率，並盡（jìn）可能在全速度範圍內提供主軸電動機的Z大功率，即恒功率範圍要寬。由於主軸電動機與驅動的限製，其在低速段均（jun1）為恒轉矩輸（shū）出。為滿足數控機床低速強力（lì）切削（xuē）的需要，常采用分段無級變速的方（fāng）法，即在低速段采用機械（xiè）減速裝置（zhì），以提高輸出（chū）轉矩。
　　（5）要求主軸在正、反向轉（zhuǎn）動時均可進行自動加減速控製，即要求（qiú）具有四象（xiàng）限驅動能力，並且加減速時間（jiān）短。
　　（6）為滿足加工（gōng）中心自動換刀以及某些加工工（gōng）藝的需要，要求主軸具（jù）有高精度的準停控（kòng）製。
　　（7）在車削中心上，還要求主軸具有旋轉進給軸（C軸）的控製功能（néng）。為滿足（zú）上述要求，數控機床常采用直流主軸驅動係統。但由於直流電動機受機械換（huàn）向的影響，其使用和維護都比較麻煩，並且其（qí）恒功率調（diào）速範圍（wéi）小。
　　二、主軸組件的構成
　　主軸為兩支承結構，前、後軸承在（zài）主（zhǔ）軸箱（xiāng）內（nèi），是主要支承。前支撐是雙列圓柱滾子支撐及角（jiǎo）接觸球支撐，後支撐為雙列（liè）圓柱滾子支（zhī）撐。這種軸承配列具有很高的剛性，軸向力（lì）及徑向力分（fèn）別（bié）由（yóu）不同的軸承負擔，主軸支撐的形式是前端定位（wèi），主軸受熱膨脹後向後伸長。前（qián）後支撐所用的雙列圓柱（zhù）滾子（zǐ）軸承德支撐剛度（dù）好，允許的（de）極限轉速高（gāo）。而角接觸球軸承能承受較（jiào）大的軸向載荷，且允（yǔn）許的（de）極限轉速高，該支撐結構能滿足高速，重載（zǎi）荷切削的（de）需要。
　　三、主軸（zhóu）傳動及其控製形式
　　（1）帶有變速齒輪的主傳動。其特點低速獲得大扭矩、使主傳動成為分段無級變速。
　　（2）帶傳動變速。其特點是無振（zhèn）動、噪聲小。
　　（3）主軸直連方式，主軸電動機與機床主軸“合二為一”，實現了（le）機床的“零傳動”。
　　四、主（zhǔ）軸伺服（fú）驅動（dòng）器故障分析及解決方案
　　故障現象1——主軸發熱
　　（1）主軸軸承（chéng）預緊（jǐn）力過大，造成主軸回轉時摩擦過大，引起主軸溫度急劇升高。可以通過重新調整主軸軸承預（yù）緊力加以排除。
　　（2）主軸軸承研傷或損（sǔn）壞，也會造成主軸（zhóu）回轉（zhuǎn）時摩擦過大，引起主軸溫度急（jí）劇升高。可以通過更換新軸承加（jiā）以排除。
　　（3）主軸潤滑油髒或有雜質，也會造成主軸回轉時阻力過大（dà），引起主軸溫度升高。通過清洗主軸箱，重新（xīn）換（huàn）油加以排除。
　　（4）主軸軸承潤滑油脂耗盡或潤滑油脂過多，也會造成主（zhǔ）軸回轉時（shí）阻力、摩擦過大，引起主軸溫度升高。通（tōng）過重新塗抹潤滑脂加以排除。
　　故障現（xiàn）象2——主軸強（qiáng）力切削（xuē）時停轉
　　（1）主軸電動機與主軸連接的傳動帶過鬆，造（zào）成主軸傳動（dòng）轉矩（jǔ）過小，強力切削時主軸轉矩不足，產生報警，數控機床自動停機。通過重新調整主軸傳動帶的張緊力，加以排除。
　　（2）主軸電動機與主軸連接的傳動帶表麵有油，造成主軸傳動時傳動帶打（dǎ）滑，強力切削時主軸轉矩不足，產生報警（jǐng），數控機床自動（dòng）停機。通過用汽（qì）油或酒精清洗後（hòu）擦幹淨加以排除。
　　（3）主軸電（diàn）動機與（yǔ）主軸（zhóu）連接的（de）傳動帶使用過（guò）久而失（shī）效，造成主軸電動機轉矩無（wú）法傳動，強力切削時主（zhǔ）軸轉矩不足，產生報警，數控機床自動停機。通過（guò）更換新的主軸傳動帶加以排除。
　　（4）主（zhǔ）軸傳動機構中的離合器、聯軸器連（lián）接（jiē）、調整過（guò）鬆或磨損，造成主軸電動（dòng）機轉矩傳動誤差過大，強力切削（xuē）時（shí）主軸振動強烈。產生報警，數控機床（chuáng）自動停機。通過（guò）調整、更換離合器或（huò）聯軸（zhóu）器加以排（pái）除。
　　故障現象3——主軸工（gōng）作時噪聲過大
　　（1）主（zhǔ）軸部件動平衡不（bú）良，使主軸回（huí）轉時振動過大，引起工作噪聲。需要機床生產廠家的專業（yè）人員對所有（yǒu）主軸部（bù）件重新進行動平衡檢查與調（diào）試。
　　（2）主軸傳動齒輪磨損（sǔn），使（shǐ）齒輪齧合間隙過大，主軸（zhóu）回轉時衝擊振動（dòng）過大，引起工作噪聲。需要機床生產廠家的專業（yè）人員對主軸傳動（dòng）齒輪進（jìn）行檢查、維修或（huò）更換。
　　（3）主軸支承軸（zhóu）承拉毛或（huò）損壞（huài），使主軸（zhóu）回轉間隙過（guò）大，回轉時衝（chōng）擊、振動過大（dà），引起工作噪（zào）聲。需要機床生產廠家的專業（yè）人員對軸承（chéng）進行檢查、維修或更換。
　　（4）主軸傳動帶（dài）鬆弛或磨損（sǔn），使主軸回（huí）轉時摩擦過大，引起工作噪聲。通（tōng）過調整或更換傳動帶加以排除。
　　總結
　　當今的數控係統已進入PC基、開放化的發展階段，其中軟件含量越（yuè）來越豐富，有係統軟件（jiàn）、機床製造者軟（ruǎn）件、甚至還有使用（yòng）者（zhě）自己的（de）軟件，由於軟件邏（luó）輯的設計中不（bú）可避免的一些問（wèn）題，會使得（dé）有（yǒu）些故障狀態無從分析，例如死機現象。對於這種故障現象則可以采取特（tè）殊手段來處理，比如整機斷電，稍作停頓後再開（kāi）機（jī），有時則可（kě）能將故障消除。維（wéi）修（xiū）人（rén）員可以在自己的長期實踐中摸索其規律或者其他有效的方法。
　　參考文獻：
　　【1】馮榮軍《數控機床故障診斷與（yǔ）維修》中國勞動社會保障出版社2010年版
　　【2】於麗《數控機床的維修方法與原則》中國科技信息2007年