典型机械加工机床的常见故障维修

胡辉春

（湖南三一工业职业技术学院，湖南 长沙 410100）

在目前我国广大工业企业的车间实践布局中，数控车床、数控铣床、数控镗床、摇臂钻床、普通车床等类型万能通用机床仍然是主流设备，承担着机械零件加工的主要任务。但在生产实践中，该类型机床存在部件数量多、机电故障高发问题，以下针对部分常见的机械故障进行分析判断，阐述故障排除方法及预防措施。

1 数控车床电动刀架换刀故障分析与处理

1.1 故障现象

某CKA6140数控车床电动刀架切换到2号、3号刀位时不能反转锁紧，刀架在转位状态运转约15秒左右保护停机，复位后切换到其它两个刀位运行正常。

1.2 故障分析

该机床配置的刀架为LDB4-70四工位电动刀架，换刀动力为一台微型电机驱动，由电机的正反转完成刀架的抬起、转位、锁紧，刀架刀位信号是由安装于刀架顶部端盖内的发询盘发出。当操作人员或加工程序发出换刀指令后，刀架电机正转，刀架松开，内部的定位齿盘抬起，刀架体顺时针旋转至预定刀位，发询盘发出刀架刀位信号，机床CNC装置接收到刀位信号后，控制电机反转，定位齿盘落下锁紧刀架体，完成换刀动作。

因1号、4号刀位工作正常，基本可以排除刀架电机主回路故障与刀架机械问题的可能，问题应该出在2号、3号刀位的信号反馈回路上。刀台信号由SQ1～SQ4四个传感器发出，开关电源正极1L+经过电阻板上的四个电阻R1、R2、R3、R4分别给四个霍尔传感器提供信号电源。当其中某个传感器被跟随刀架体一起旋转的磁钢靠近时，霍尔传感器导通将通过电阻分配过来的17.4V直流电压降至0.7V左右的低电平，从而使I/O模块接收到刀架到位信号。2号、3号刀位没有反转锁紧动作，就说明这两个刀位的位置信号没有反馈到I/O模块，从而发生上述故障。

1.3 判断过程

（1）拆除刀架顶盖，测量发迅盘电源直流24V正常。

（2）在刀架没有回位状态测量四个霍尔传感器接线端电压，这时所有四个霍尔传感器都没有被磁钢感应，接线端电压应该均为高电平17.4V左右，实际检测1、4号刀位电压正常，2、3号刀位电压为零。

（3）测量电控柜内电阻板，四个电阻输出电压均正常。因电控柜与刀架之间的线路连接需经过Z轴拖链，拖链部位长期与铁屑、切削液等接触，是故障高发点，应该首先确定拖链的完整性，线管是否外露。

（4）从机床后侧打开护罩，发现拖链已严重破损，所有电线均裸露在外，明显可以看到有断路现象。经过测量确认故障点正位于此处。

1.4 故障排除方法

拖链破损是引起该故障的主要原因，接好断线，试机恢复正常后，将破损拖链接好，电缆套管予以紧固，彻底消除故障隐患。

2 数控铣床不能松刀故障分析与处理

2.1 故障现象

某XKA5032数控铣床出现不能松刀故障，表现为旋转松刀旋钮能明显听到机床后方液压换向阀的动作声音，但是刀具在主轴上无任何反应，液压电机工作正常，无明显噪音。

2.2 故障分析

该机床主轴内部安装有拉刀机构，用以快速更换刀具，可以大幅降低操作人员的劳动强度，提升加工效率。

拉刀机构工作原理是利用成组的蝶形弹簧拉紧刀具，在拉紧状态下主轴上方的液压油缸处于上位，与拉刀杆不产生接触，此时液压系统对于刀具拉紧没有任何影响。

当主轴换刀时，一只手托手柄，一只手操纵立铣头左前方的换刀按钮，按钮控制电磁阀动作，压下开关，拉刀机构油路接通，压力油推动活塞卸刀，松开开关，刀具拉紧。

液压控制板装在机床床身后面主电机下方，由一单向齿轮泵供1MPa的压力油供主轴变速时使用，使用拉刀机构时齿轮泵供2MPa的压力油供拉刀机构卸刀使用，主轴变速或卸刀完毕，压力油卸压供主轴箱齿轮润滑，然后回到油箱。

故障显示液压泵工作正常，松刀时电磁阀工作正常，基本可以说明电气控制部分无故障，故障原因可能为液压系统压力过低，或液压导致拉刀机构因为某种原因卡滞，使液压油缸无法推动拉刀杆实现松刀。鉴于拉刀机构拆卸困难，不宜作为首选拆卸检查目标，所以先从液压系统的松刀油压着手检查。

2.3 判断过程

（1）扳动主轴变速手柄至变速位置“1位置”，此时变速油缸应动作并推动开关将主轴运行指示灯熄灭。但是实际操作，变速机构无任何动作。因为变速机构同拉刀机构共用一套液压机构，基本确定液压系统压力不足，引起上述故障。

（2）打开床身后方护罩，开机启动液压电机，听液压电机虽然运转正常，但是感觉油泵出口油管无任何震动，查看油压指示表无任何油压，查看油箱油位指示正常，判断油泵损坏或者因为其它原因不能上油。

（3）拆卸油泵电机，以进一步确定故障点，发现油泵电机轴上安装的4mm单键被切断，电机与油泵之间的连接失效，电机空转而引起此次故障。

2.4 故障处理方法

更换损坏的单键，安装电机即可。安装之前应该仔细检查与电机轴配合的套筒联轴器内孔尺寸是否合适，一般控制在比电机轴尺寸大0.02～0.05mm，孔径过大必须更换套筒联轴器，过小则不便安装。另外套筒内孔键槽尺寸也必须符合技术要求，键槽边缘不允许出现明显磨损与圆角，否则予以更换。

还应该找到单键切断的原因，预防故障重复发生。一般情况下，键切断的主要原因有两个：一是电机或油泵松动，在运转过程中电机或油泵产生不规则的摆动和扭曲，使键迅速磨损切断，同时也会引起联轴器内孔的早期磨损；二是油压调整过大，油泵的输入扭矩超过了单键的最大承受能力而断裂。因此安装完成后试机之前应该先将溢流阀调整至压力最低位置，待油泵启动后再观察油压表逐步调整油压至额定范围。在锁刀状态电磁换向阀没有工作，表1油压在0.6～0.8MPa范围，松刀状态则表2油压需达到2MPa。

3 结语

机电设备的维修一定要在详尽分析设备原理的基础上进行，忌盲目自信和随意操作，遵循四步维修法，彻查原因、彻底解决。在此基础上思考避免故障重复发生的改善方法，更好地为生产服务。