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數控設備典型傳動部件失效分析及維修
2025-03-25
一、主軸部件失效分析及維修
主軸部件是機床上的一個關鍵部件，由主軸軸承和安裝在主軸上的傳動件、密封件等組成。對主軸部件進行修理是為了恢復提高其回轉精度、剛度、抗震性、耐磨性，并達到溫升低，熱變形小的要求。
1.主軸失效的主要形式
在機床的使用過程中主軸磨損和損壞的一般形式有：與軸承配合的軸頸表面的磨損、燒傷或出現裂紋；與夾具刀具配合的錐孔或軸頸表面的磨損或者出現較深的劃痕；主軸彎曲變形。
2.主軸部件的檢查
在主軸修理前，應按照圖紙要求，對主軸的精度和表面粗糙度進行檢查。檢查方法是將主軸支承頸用等高V形架支承，放置在傾斜的平板上，在主軸尾端安裝與軸孔配合的堵頭，在堵頭中心作中心孔，用直徑6㎜的鋼球將主軸支承在擋鐵上。回轉主軸，用百分表檢測裝配齒輪軸頸、主軸錐孔、臺肩面等相對于主軸前后軸頸的徑向圓跳動和端面圓跳動誤差值。然后在主軸錐孔內插入標準錐度檢驗棒，用百分表觸及其圓柱表面，回轉主軸，在近主軸端和距主軸端30㎜處分別檢測錐孔的徑向圓跳動。
3.主軸修復方法
（1）主軸精度超差較少時，宜用研磨套研磨平板（寬度等于軸頸的長度）以及錐孔研磨棒進行研磨，恢復配合軸頸表面幾何形狀相對位置和表面粗糙度要求。同時調整或更換與主軸配合的零件，保持原來的配合關系。
（2）當主軸各項精度超差較大或有較深的劃痕時，可采用精磨加工恢復其精度要求。若是滑動軸承結構的軸頸，可精磨軸頸，配以新軸承。主軸錐孔易磨損，修理時通常采用磨削法恢復其表面精度。
（3）動軸承結構的主軸軸頸，可采用精磨后刷鍍等方法在磨損表面覆蓋一層金屬，恢復軸頸的原始尺寸和精度。應該指出，滑動軸承結構的主軸軸頸表面，不得采用鍍鉻的方法來修復。用這種方法修復的主軸軸頸會在使用過程中產生脫鉻的現象。
（4）高精度主軸彎曲變形，一般校直后難以恢復精度，多采用更換新軸的方法。高速旋轉的主軸，探傷檢查發現裂紋則應更換。
二、滾珠絲杠螺母副失效分析及維修
1.滾珠絲杠螺母副的失效形式和檢測方法
（1）絲杠磨損。絲杠螺紋經常使用的部分磨損大，在全長上磨損不均勻。影響工作臺或刀架的運動精度。可以通過測量絲杠螺距誤差和螺距累計誤差檢查磨損情況。可采用加工絲杠螺紋面恢復螺距精度，重新配置螺母方法修復。不能修復的可更換新的絲杠螺母副。
（2）絲杠與螺母的間隙加大。滾珠絲杠螺母副中螺母一般由錫青銅或鑄鐵制成，磨損量比絲杠大。隨著絲杠螺母的不斷磨損，絲杠與螺母的軸向間隙隨之增大。影響運動部件運動的平衡性增加反向運動誤差。對于有消除間隙機構的應更換螺母。
（3）絲杠彎曲。有些較長的絲杠經長時間使用會發生彎曲。絲杠彎曲會使傳動運動阻力增加，影響運動部件運動的平穩性。檢查時可用頂尖或V形架將絲杠兩端支承起來，使用平頭百分表靠在絲杠外圓表面轉動絲杠，用百分表在絲杠不同軸向的位置檢測，觀察表針擺動，準確地測出絲杠彎曲量。
（4）絲杠的軸向竄動超差。在機床精度標準中，對絲杠軸向竄動都有要求。使用百分表可以測出絲杠軸向竄動的數值，如果超差，需要檢查絲杠端部軸承的磨損情況和軸承的緊固情況，然后根據情況調整或更換。
2.絲杠的修理
絲杠的修理過程是先檢查與校直絲杠，再精車螺紋和軸頸最后研磨絲杠。
（1)絲杠校直。絲杠的彎曲度超差一般都要進行校直。校直的方法主要采用壓彎校直法和錘擊校直法。壓彎校直法是在測出絲杠彎曲的最高點和最低點并做標記之后，用V形架支承在想念最低點，用壓力機下壓最高點，下壓時用力要恰當并適當超過平衡位置。如此反復，直到絲杠恢復直線度。
錘擊校直法是將絲杠彎曲凸部朝下，用硬質斜木放在彎曲部分下面墊實，將絲杠墊起，將帶有凹圓形頭部的銅棒放在絲杠彎曲低點附近的螺紋小徑上，然后用錘子敲擊銅棒上端進行校直。
（2）精車螺紋和軸頸。對于未淬硬的絲杠，可在精度較好的車床上，重新精車螺紋，將螺紋兩端面的磨損和損傷痕跡全部車去。修好螺紋面后，可精車大徑，使其在全長上直徑一致，并使螺紋達標準深度。然后精車修復軸頸，以保證絲杠螺紋與軸頸的同軸度。淬硬絲杠磨損的修復，應在螺紋磨床上進行。
（3）絲杠的研磨。為了保證絲杠的修復質量，提高精度，精車后的螺紋表面可用專門制作的螺紋研磨套，在其內表面涂上一薄層研磨劑，進行研磨。
3.螺母的修復
一般情況下，修復后的絲杠均需要更換螺母。在更換螺母時，注意螺母的軸線位置。在修理過程中，由于尺寸鏈的變化，往往使絲杠與螺母的軸線發生偏移，在加工新螺母時需重新設置螺母軸線位置以補償其變化。另外，螺母的尺寸牙形應按修復后絲杠配置。配置的螺母與絲杠應保持合適的軸向間隙，旋轉時手感松緊合適。采用雙螺母消除間隙機構的絲杠副，主副螺母均應重新配置。
（來源：大牛數控技術）
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