摘要：本文結合加工中心機械系統故障實例，對加工中心機械系統常見故障進行歸納和闡述，全面分析了故障產生的原因，系統介紹了檢修的具體步驟，提出了相應的維修、保養措施。
關鍵詞：加工中心；檢修
一、主軸系統常見故障
1．某立式加工中心鏜孔精度下降，圓柱度超差，主軸發熱，雜訊大，但用手撥動主軸轉動阻力較小。
(1)故障分析。主軸部件解體檢查，發現故障原因如下：①主軸軸承潤滑脂內混有粉塵和水分，這是因為該加工中心用的壓縮空氣無精濾和乾燥裝置，故氣動吹屑時少量粉塵和水氣竄入主軸軸承潤滑脂內，造成潤滑不良，導致發熱且有雜訊；主軸內錐孔定位表面有少許碰傷，錐孔與刀柄錐面配合不良，有微量偏心；②前軸承預緊力下降，軸承游隙變大；③主軸自動夾緊機構內部分碟形彈簧疲勞失效，刀具未被完全拉緊，有少許竄動。
(2)故障處理。更換前軸承及潤滑脂，調整軸承游隙，軸向游隙0.003mm，徑向游隙士0.002mm；自製簡易研具，手工研磨主軸內錐孔定位面，用塗色法檢查，保證刀柄與主軸定心錐孔的接觸面積大於85%；更換碟形彈簧。將修好的主軸裝回主軸箱，用千分表檢查徑向跳動，近端小於0.006mm，遠端150mm處小於0.010mm。試加工，主軸溫升和雜訊正常，加工精度滿足加工工藝要求，故障排除。
(3)改進措施：①增加壓縮空氣精濾和乾燥裝置，過濾器要定期排水，定期清洗或更換濾芯；②隨時檢查主軸錐孔、刀柄的清潔和配合狀況，檢查空氣乾燥器工作是否正常；③合理安排加工工藝，避免材料切除率陡變；④嚴禁超負荷運行，有故障應及時報修，不得帶病運行。
2．主軸部件的拉杆鋼球損壞
(1)故障現象。某立式加工中心主軸內刀具自動夾緊機構的拉杆鋼球和刀柄拉緊螺釘尾部錐面經常損壞。
(2)故障分析。檢查發現，主軸松刀動作與機械手拔刀動作不協調。這是因為限位開關擋鐵裝在氣液增壓缸的氣缸尾部，雖然氣缸活塞動作到位，增壓缸活塞動作卻沒有到位，致使機械手在刀柄還沒有完全鬆開的情況下強行拔刀，損壞拉杆鋼球及拉緊螺釘：
(3)故障處理。清洗增壓油缸，更換密封環，給增壓油缸注油，氣壓調整至0.5~0.8MPa，試用后故障消失。
(4)改進措施：①定期檢查並清潔氣液增壓油缸，監測刀具自動夾緊機構各部分的運行狀況，及時消除故障隱患；②定期檢查調整氣壓和液壓系統壓力，檢驗液壓油質，如氧化變質應及時更換。
3．主軸部件的定位鍵損壞
( 1)故障現象。某立式加工中心換刀時衝擊響聲大，主軸前端撥動刀柄旋轉的定位鍵局部變形。
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2)故障分析。響聲主要出現在機械手插刀階段，故障初步確定為主軸准停位置誤差和換刀參考點漂移。本機床採用霍爾元件檢測定向，引起主軸准停位置不準的原因可能是主軸准停裝置電氣系統參數變化、定位不牢靠或主軸徑向跳動超差。首先檢查霍爾元件的安裝位置，發現固定螺釘鬆動，機械手插刀時刀柄鍵槽未對正主軸前端定位鍵，定位鍵被撞壞。主軸換刀參考點接近開關的安裝位置同樣有鬆動現象，使換刀參考點微量下移，刀柄插人主軸錐孔時錐面直接撞擊主軸定心錐孔，產生異響。
(3)故障處理。調整霍爾元件的安裝位置后擰緊並加防松膠。重新調整主軸換刀參考點接近開關的安裝位置，更換主軸前端的定位鍵，故障消失。
(4)改進措施定期檢查清潔主軸准停裝置和主軸換刀參考點定位裝置，注意觀察刀柄插入主軸錐孔時的狀態，及時消除故障隱患。
二、進給傳動系統常見故障
1.Y軸運動中斷
(1)故障現象某CINCINNATI立式加工中心，Y軸運動到某點后中斷。
(2)故障分析。經檢查，Y軸斷路器跳閘，複位后Y軸仍不能運動。初步確定為Y軸卡死或伺服驅動系統故障。首先檢查Y向滑座導軌及鑲條間隙，無問題。斷電後用手不能轉動Y軸滾珠絲桿螺母機構，確認系因日常維護保養不當，致使Y軸絲桿螺母卡死。
(3)故障處理。取出Y軸滾珠絲桿螺母副，找一合適的鉗台夾緊，將鎖緊螺母退松，用手轉動滾珠絲桿。徹底清洗后重裝並調整絲桿螺母副的預緊力。預緊力一般為最大載荷的1/3，是靠測量預緊后增加的摩擦力矩來換算的。將滾珠絲桿螺母副裝回加工中心，檢查並調整絲桿兩端向心推力組合軸承的預緊力，用手轉動滾珠絲桿的鬆緊程度以初定預緊力大小，重新調整滑座導軌及鑲條間隙。試車后故障排除。
(4)改進措施：①及時、徹底清理加工中心各部分的切屑，防止灰塵或切屑進入滾珠絲桿螺母副；②工作中應避免碰擊滾珠絲桿螺母副防護裝置，防護裝置一旦損壞應立即更換；③每半年清除一次滾珠絲桿上舊的潤滑脂，塗上新的潤滑脂。
2. X、Y兩軸插補加工圓台（或內孔）時，圓度誤差超差
(1)故障現象。某CINCINNATI立式加工中心X、Y兩軸聯動加工圓台時誤差大，工件圓台在過象限處有一較明顯的起伏。
(2)故障分析。初步判斷是X、Y軸的定位精度差或是X、Y軸有關位置補償參數變化。調出CNC系統X、Y軸位置補償參數檢查，均在要求範圍。在JOG模式下低速轉動Y軸，用千分表檢查，發現Y軸軸向竄動達0.2mm。檢查Y軸進給傳動鏈前、后支承座，絲桿電機支架及電機軸承無異常，絲桿軸承座內軸承游隙及預緊正常，但軸承座壓蓋輕微鬆動。
(3)故障處理。調整絲桿軸承座壓蓋，使其壓緊軸承外圈端面，擰緊鎖緊螺母。重新檢測Y軸軸向竄動，小於0.005mm。重裝后試加工，故障排除。
(4)改進措施：①加強進給傳動鏈的日常檢查維護，及時緊固鬆動部位；②通過對加工零件的檢測，及時對進給傳動鏈進行調整；③每年應檢查一次進給傳動鏈的反向間隙和絲桿螺距誤差並及時補償，作出詳細記錄存檔。
三、ATC裝置
1．刀具插入主軸錐孔未卡緊
(1)故障現象。某龍門加工中心主軸拉刀鬆動。
(2)故障分析。加工中心刀具是靠主軸上部的蝶形彈簧拉緊的，拉不緊刀的可能原因有：①蝶形彈簧變形或失效；②刀柄尾拉緊螺釘鬆動。首先檢查刀柄尾拉緊螺釘，發現與刀柄的螺紋聯接鬆動退絲，後退了約一個螺距。蝶形彈簧未失效。
(3)故障處理。調整刀柄尾拉緊螺釘在刀柄的軸向位置並加裝鎖緊螺母，故障排除。
(4)改進措施：①經常檢查刀柄尾拉緊螺釘的緊固狀況；②在刀柄尾拉緊螺釘和刀柄間加裝鎖緊螺母。
2．刀具交換過程雜訊較大
(1)故障現象。某龍門加工中心刀具自動交換過程速度過快，雜訊較大。
(2)故障分析。經檢查，機械手拔、插刀過程速度過快，缺少緩衝過程，產生較大的撞擊。該機械手的拔、插刀運動由液壓油缸驅動，導致液壓油缸活塞速度過快的原因主要有：①液壓油氧化變質；②液壓系統冷卻器工作不正常，油溫過高；調速閥節流螺釘鬆動。檢查發現液壓系統冷卻器周圍堆積了很多灰塵，導致冷卻效率降低，油溫升高，調速閥節流效果差，機械手拔、插刀過程速度變快。而液壓油無變質，調速閥節流螺釘亦未鬆動。
(3)故障處理。徹底清理冷卻器周圍堆積的灰塵，分析調節機械手拔、插刀油路的調速閥，使轉向速度合適。為了減小拔、插刀過程的衝擊，分別調節拔、插刀油缸兩端的節流螺釘，增加油缸行程末端的緩衝行程。調節完畢后重新試車，故障排除。
(4)改進措施：①嚴格執行液壓系統定期調整、清洗、過濾和更換制度，確保液壓系統壓力、流量、流速穩定；②定期清掃液壓系統冷卻器和冷卻風扇上的灰塵。隨時觀察冷卻器的工作狀況，嚴格控制油液溫升。
