摘要 XK713華中數控銳床主軸故障特徵、主軸結構與工作原理，對主軸故障原因進行分析，介紹維修方法。
1．主軸故障特徵
XK713華中數控銑床在使用過程中，主軸系統常見故障特徵主要表現有三方面：
（1）換刀機構卡滯，刀具無法從主軸中卸下。
（2）未裝刀具夾緊時主軸能正常運轉，裝上刀具夾緊后不運轉。
（3）在正常的加工過程中，主軸經常停止工作，加工過程自動結束。
2．主軸結構與工作原理
主軸系統主要由主軸和拉刀夾緊機構組成。由電機通過同步齒形帶帶動主軸轉動；拉刀夾緊機構主要拉緊刀具並夾緊，由步進電機帶動蝸輪蝸桿轉動，使蝸輪軸上的齒輪帶動齒條上下移動，齒條下移推動拉刀桿解脫刀具，齒條上移，拉刀桿在彈簧力的作用下，拉緊刀具並鎖緊，完成刀具的裝卸；兩者運動互鎖。夾緊控制與工作原理如圖1、圖2所示。
3．主軸系統故障原因分析與維修
（1）換刀機構卡滯使刀具無法從主軸中卸下。原因有：蝸桿蝸輪機構和扇形齒輪齒條機構存在較大的齒形誤差或齒側間隙，常產生機構卡滯故障，在齒條下壓拉刀桿時，使拉刀桿下移不到位或欠到位，刀具無法卸下；松刀位置磁性感測器定位可靠性差，感測器定位板螺釘壓緊剛性不夠，在機床加工振動或受熱條件下，容易產生定位誤差，使步進電機松刀控制指令信號執行欠足，拉刀桿下移欠到位，刀具無法卸下。
維修方法：修配齒形誤差和調整齒側間隙，使蝸桿蝸輪機構和扇形齒輪齒條機構運動靈活，更換感測器定位板，增大其剛度和改善定位方式，使其定位可靠。
（2）主軸未裝刀具夾緊時能運轉而裝上刀具夾緊后不運轉。
原因：拉刀機構回位彈簧力偏弱，使蝸輪／扇形齒輪迴位轉角存在誤差，緊刀位置磁性感測器感應信號未達到接通主軸電機控制繼電器信號的要求，主軸電機無法接通而不能工作；未裝刀具夾緊時主軸能運轉是由於拉刀機構回位彈簧無拉刀作用反力，回位彈簧有足夠的回位力推動扇形齒輪軸轉動使鐵芯處於正常位置，鎖緊磁性感測器感應信號正常可接通主軸電機。
維修方法：增加回位彈簧預緊力，足以推動扇形齒輪軸轉動到可靠位置；調整緊刀位置磁性感測器的安裝位置，使其信號足以接通主軸電機控制繼電器，主軸電機能被通電運轉。同時修改或增加控制系統步進電機的控制脈衝量，即扇形齒輪軸轉位值。
（3）正常加工過程中，主軸經常停止工作，加工過程自動結束。主要原因是位置磁性感測器定位板剛度不夠和定位不可靠，機床加工振動使位置磁性感測器安裝位置發生變化，特別是磁性感測器與鐵芯間隙增大，磁性感測器的位置感應信號不足以驅動主軸電機的控制繼電器接通或在加工過程中突然斷開，從而終止加工過程自動結束。另外，機床長期連續運轉后，主軸系統發熱，磁性感測器定位板存在熱變形，磁性感測器與鐵芯間隙增大（0.1～0.3mm），改變了磁性感測器位置感應信號，使主軸電機的控制繼電器在加工過程中突然斷開而終止，加工過程自動結束。
維修方法：更換感測器定位板，增大剛度和改善定位方式；調整磁性感測器與鐵芯間隙，使感應信號足以驅動主軸電機的控制繼電器。
