機(jī)床主軸指的是機(jī)床上帶動(dòng)工件或刀具旋轉(zhuǎn)的軸。通常由主軸、軸承和傳動(dòng)件（齒輪或帶輪）等組成主軸部件。主軸是機(jī)器中最常見的一種零件，主要由內(nèi)外圓柱面螺紋花鍵和橫向孔組成，主軸的作用是機(jī)床的執(zhí)行件，它主要起支撐傳動(dòng)件和傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩的作用，在工作時(shí)由它帶動(dòng)工件直接參加表面成形運(yùn)動(dòng)，同時(shí)主軸還保證工件對機(jī)床其他部件有正確的相對位置。

機(jī)械主軸的特點(diǎn)就是三高一低（即：高速度、高精度、高效率、低噪音）。

1、高速度：機(jī)械主軸CNC雕銑機(jī)選用精密及高速的配對軸承，彈性/剛性預(yù)緊結(jié)構(gòu)，可以達(dá)到較高的轉(zhuǎn)速，可以讓刀具達(dá)到最佳的切削效果。

2、高速度：7：24錐孔針對安裝甚而的徑向跳動(dòng)可以確保小于0.005mm。因?yàn)楦呔鹊募由细呔鹊牧慵圃炀涂梢源_保了。

3、高效率：可以利用連續(xù)微高來改變速度，使得在加工過程中可以隨時(shí)控制切削速度，這樣就可以達(dá)到高加工效率。

4、低噪音：平衡測試表明：凡是達(dá)到了G1/G0.4(ISO1940-1等級的，主軸在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，具有噪音小的特點(diǎn)。

機(jī)械主軸的精度：

主軸部件的運(yùn)動(dòng)精度和結(jié)構(gòu)剛度是決定加工質(zhì)量和切削效率的重要因素。衡量主軸部件性能的指標(biāo)主要是旋轉(zhuǎn)精度、剛度和速度適應(yīng)性。

①旋轉(zhuǎn)精度：主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)在影響加工精度的方向上出現(xiàn)的徑向和軸向跳動(dòng)（見形位公差），主要決定于主軸和軸承的制造和裝配質(zhì)量。

②動(dòng)、靜剛度：主要決定于主軸的彎曲剛度、軸承的剛度和阻尼。

③速度適應(yīng)性：允許的最高轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速范圍，主要決定于軸承的結(jié)構(gòu)和潤滑，以及散熱條件。

機(jī)械主軸常見故障的維修處理措施：

1、主軸發(fā)熱、旋轉(zhuǎn)精度下降問題

故障發(fā)生的現(xiàn)象：加工出來的工件孔精度偏低，圓柱度很差，主軸發(fā)熱很快，加工噪聲很大。

故障原因分析：經(jīng)過對機(jī)床主軸長期觀察可以確定，機(jī)床主軸的定心錐孔在多次換刀過程中受到損傷，主要損傷原因是使用過程中換刀的拔、插到失誤，損傷了主軸定心孔的錐面，仔細(xì)分析后發(fā)現(xiàn)主軸部件的故障原因有四點(diǎn)：

（1）主軸軸承的潤滑脂不合要求，混有粉塵雜質(zhì)和水分，這些雜質(zhì)主要來源于該加工中心用的沒有經(jīng)過精餾和干燥的壓縮空氣，在氣動(dòng)清屑時(shí)，粉塵和水氣進(jìn)入到主軸軸承的潤滑脂內(nèi)，導(dǎo)致主軸軸承潤滑不好，產(chǎn)生大量熱河噪聲；

（2）主軸內(nèi)用于定位刀具的錐形孔定位面上有損傷，導(dǎo)致主軸的錐面和刀柄的錐面不能完美配合，加工的孔出現(xiàn)微量偏心；

（3）主軸的前軸承預(yù)緊力下降，導(dǎo)致軸承的游隙變大；

（4）主軸內(nèi)部的自動(dòng)夾緊裝置的彈簧疲勞失效，刀具不能完整拉緊，偏離了原本位置。

針對以上原因，故障處理措施：

（1）更換主軸的前端軸承，使用合格的潤滑脂，并調(diào)整軸承游隙；

（2）將主軸內(nèi)錐形孔定位面研磨合格，用涂色法檢測保證與刀柄的接觸面不低于90%；

（3）更換夾緊裝置的彈簧，調(diào)整軸承的預(yù)緊力。

除此之外，在操作過程中要經(jīng)常檢查主軸的軸孔、刀柄的清潔和配合狀況，要增加空氣精濾和干燥裝置，要合理安排加工工藝，不可使機(jī)器超負(fù)荷工作。

2、加工中心的主軸部件的拉桿鋼球損壞問題

故障發(fā)生的現(xiàn)象：主軸內(nèi)刀具自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)的拉桿鋼球經(jīng)常損壞，刀具的刀柄尾部錐面也經(jīng)常損壞。

故障原因分析：經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，主軸松刀動(dòng)作與機(jī)械手拔刀動(dòng)作不協(xié)調(diào)，具體原因是限位開關(guān)安裝在增壓氣缸的尾部，在氣缸的活塞動(dòng)作到位時(shí)，增壓缸的活塞不能及時(shí)到位，導(dǎo)致在夾緊結(jié)構(gòu)的機(jī)械手還未完全松開時(shí)就進(jìn)行了暴力拔刀，嚴(yán)重?fù)p壞了拉桿鋼球和拉緊螺釘。

故障處理措施：對油缸和氣缸進(jìn)行清洗，更換密封環(huán)，調(diào)整壓強(qiáng)，使兩者動(dòng)作協(xié)調(diào)一致，同時(shí)定期對氣液增壓缸進(jìn)行檢查，及時(shí)消除安全隱患。

3、主軸部件的定位鍵損壞問題

故障發(fā)生的現(xiàn)象：換刀聲音較大，主軸前端撥動(dòng)刀柄旋轉(zhuǎn)的定位鍵發(fā)生局部變形。

故障原因分析：經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，換刀過程中的巨大聲響發(fā)生在機(jī)械手插刀階段，原因是主軸準(zhǔn)停位置有誤差問題以及主軸換刀的參考點(diǎn)發(fā)生漂移問題。加工中心通常采用霍爾元件進(jìn)行定向檢測，霍爾元件的固定螺釘在長時(shí)間使用后出現(xiàn)了松動(dòng)，導(dǎo)致機(jī)械手插刀時(shí)刀柄的鍵槽沒有對準(zhǔn)主軸上的定位鍵，故而會(huì)撞壞定位鍵；而主軸換刀的參考點(diǎn)發(fā)生漂移可能是CNC系統(tǒng)的電路板發(fā)生接觸不良、電氣參數(shù)變化、接近開關(guān)固定松動(dòng)等，參考點(diǎn)漂移導(dǎo)致刀柄插入到主軸錐孔時(shí)，錐面直接撞擊定心錐孔，產(chǎn)生異響。

故障處理措施：調(diào)整霍爾元件的安裝位置，并加防松膠緊固，同時(shí)調(diào)整換刀參考點(diǎn)，更換主軸前端的定位鍵。除此之外，在加工中心使用過程中要定期檢查主軸準(zhǔn)停位置和主軸換刀參考點(diǎn)的位置變化，發(fā)生異?，F(xiàn)象要及時(shí)檢查。

機(jī)械主軸的保養(yǎng)：

降低軸承的工作溫度，經(jīng)常采用的辦法是潤滑油。潤滑方式有，油氣潤滑方式、油液循環(huán)潤滑兩種。在使用這兩種方式時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：

1、在采用油液循環(huán)潤滑時(shí)，要保證主軸恒溫油箱的油量足夠充分。

2、油氣潤滑方式剛好和油液循環(huán)潤滑相反，它只要填充軸承空間容量的百分之十時(shí)即可。

循環(huán)式潤滑的優(yōu)點(diǎn)是，在滿足潤滑的情況下，能夠減少摩擦發(fā)熱，而且能夠把主軸組件的一部分熱量給以吸收。

對于主軸的潤滑同樣有兩種放式：油霧潤滑方式和噴注潤滑方式。主軸部件的冷卻主要是以減少軸承發(fā)熱，有效控制熱源為主。

主軸部件的密封則不僅要防止灰塵、屑末和切削液進(jìn)入主軸部件，還要防止?jié)櫥偷男孤?。主軸部件的密封有接觸式和非接觸式密封。對于采用油氈圈和耐油橡膠密封圈的接觸式密封，要注意檢查其老化和破損；對于非接觸式密封，為了防止泄漏，重要的是保證回油能夠盡快排掉，要保證回油孔的通暢。良好的潤滑效果，可以降低軸承的工作溫度和延長使用壽命；為此，在操作使用中要注意到：低速時(shí)，采用油脂、油液循環(huán)潤滑；高速時(shí)采用油霧、油氣潤滑方式。但是，在采用油脂潤滑時(shí)，主軸軸承的封入量通常為軸承空間容積的10％，切忌隨意填滿，因?yàn)橛椭^多，會(huì)加劇主軸發(fā)熱。對于油液循環(huán)潤滑，在操作使用中要做到每天檢查主軸潤滑恒溫油箱，看油量是否充足，如果油量不夠，則應(yīng)及時(shí)添加潤滑油；同時(shí)要注意檢查潤滑油溫度范圍是否合適。

機(jī)械主軸的發(fā)展形勢：

10世紀(jì)30年代以前，大多數(shù)機(jī)床的主軸采用單油楔的滑動(dòng)軸承。隨著滾動(dòng)軸承制造技術(shù)的提高，后來出現(xiàn)了多種主軸用的高精度、高剛度滾動(dòng)軸承。這種軸承供應(yīng)方便，價(jià)格較低，摩擦系數(shù)小，潤滑方便，并能適應(yīng)轉(zhuǎn)速和載荷變動(dòng)幅度較大的工作條件，因而得到廣泛的應(yīng)用。但是滑動(dòng)軸承具有工作平穩(wěn)和抗振性好的優(yōu)點(diǎn),特別是各種多油楔的動(dòng)壓軸承，在一些精加工機(jī)床如磨床上用得很多。50年代以后出現(xiàn)的液體靜壓軸承，精度高，剛度高，摩擦系數(shù)小，又有良好的抗振性和平穩(wěn)性，但需要一套復(fù)雜的供油設(shè)備，所以只用在高精度機(jī)床和重型機(jī)床上。氣體軸承高速性能好,但由于承載能力小,而且供氣設(shè)備也復(fù)雜，主要用于高速內(nèi)圓磨床和少數(shù)超精密加工機(jī)床上。70年代初出現(xiàn)的電磁軸承，兼有高速性能好和承載能力較大的優(yōu)點(diǎn)，并能在切削過程中通過調(diào)整磁場使主軸作微量位移，以提高加工的尺寸精度，但成本較高，可用于超精密加工機(jī)床。

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