摘要: 以（yǐ）日產BNN-002 加工中心機床主軸部（bù）件的常（cháng）發性故障維修為例，介紹了（le）其結構、功能，以提高對此類機床的認識並（bìng）為維修、保養提供必要的（de）參考。

      BNN-002 加工中心機床是以鏜、銑為主（zhǔ）的自動換刀機床，主軸部件具有剛度高、精度高、熱變形小、轉速範圍大( 0 ～ 10 000 r /min) 等特點，帶自動鎖緊裝置、切屑自動清除裝置、內冷卻裝置等。

      1 、主（zhǔ）軸（zhóu）部（bù）件結構、功能及故障排除

      1. 1 主軸內刀具的自動鎖緊（jǐn）及鬆開

      加工中心主軸的自動夾緊機構（gòu）采用並列2 個、共32 組（zǔ）碟形彈簧，在碟形（xíng）彈簧的作用下，拉杆（gǎn）鎖緊拉力通過拉杆左端夾頭中的鋼球將刀（dāo）杆尾部軸頸拉緊。刀具自動鎖緊裝置（zhì）容易出現的故障（zhàng）是刀具有時不鬆開、不（bú）能（néng）自動卸刀。這是（shì）因為通入鬆刀油缸右腔的壓力油油壓過低造成的（de），達不到要求的（de）鬆刀力11 466N。這時應調整油壓。由油缸內徑（jìng）d = 100 mm、油缸外徑D = 140 mm 可知，活塞有效（xiào）麵積S = πD2 /4 －πd2 /4 = 7 536 × 10 － 6 m2 ; 因（yīn）為F = p·S，所以p =F/S = 11 466 / ( 7 536 × 10 － 6 ) = 1. 52 MPa。至少應把油缸（gāng）右腔（qiāng）壓強（qiáng）調（diào）到1. 52 MPa，一般（bān）調到1. 6 MPa，低於這個壓強刀具就不鬆開。

      1. 2 主軸軸承的選擇、配置及拆裝

      BNN-002 加工中（zhōng）心機床主軸部件的前軸承采用成對的2MM9113WI DUL ( FAFNIＲ) 向心推（tuī）力球軸（zhóu）承;後軸承采用N1011CCG5 P4 級( NSK) 徑（jìng）向推力滾子（zǐ）軸承。向心推力球軸承能（néng）承受徑向軸（zhóu）間雙向負荷，具有良（liáng）好的（de）變速性能，可（kě）達10 000 r /min，但它的承載能力有限，這就（jiù）決定了這種機床不適（shì）於重切削。

      另外，前軸承采用如圖1 的方式安裝，負荷作用在軸承中心線之外，軸的懸臂較小、剛度好且軸受（shòu）熱（rè）伸長時（shí），軸承遊隙增大，不會發生卡死現象。

      主軸（zhóu）部件最易發生的故障是主軸內部（bù）異（yì）響，從而影響加工質量。這一般是由軸承的磨損或鏽（xiù）蝕造成的，需要重新更換、調配軸承。重新裝配時要把（bǎ）兩軸承之間（jiān）的內（nèi）、外隔墊進行修配、采用預緊安裝，以減少工作負荷下軸承的實際變形量，從而改變軸承剛（gāng）度、提高旋轉精度。

       
               圖1 前軸承背對背安裝

      預緊（jǐn）力的大小對軸承的（de）壽命有直接的影響。太小（xiǎo）達不到預緊的目的，太大會使軸承中接觸應力和摩擦阻力增大，從而導致軸（zhóu）承（chéng）壽命的降低（dī）。此軸承適（shì）於高速、輕載條件，預緊主要是為了提高旋轉精度和（hé）減輕（qīng）振動，最小預緊力一般取所受最大載荷的（de）0. 35 倍。

      1. 3 主軸油（yóu）霧潤（rùn）滑裝置

     機床內（nèi）部發熱是（shì）機床（chuáng）部件產生熱形變的主要熱源，而主軸軸承（chéng）是一個最大的內部熱源。一般的加工中心采（cǎi）用油霧（wù）潤滑，有的還對主（zhǔ）軸（zhóu）部件（jiàn）進行強製冷卻( 即加製冷泵) ，以消除熱變形對加（jiā）工精（jīng）度的影響。此主（zhǔ）軸部件軸承的油霧潤滑方式是在（zài）壓縮空氣內定時、定量（liàng）打（dǎ）入潤滑稀油，油液霧化後通過管（guǎn）路通到主軸箱體上部，通過油道孔進入到主軸前後軸承進行油霧（wù）潤（rùn）滑（huá），然後通過主軸（zhóu）箱體下部的（de）油道孔排出主軸箱體外，既帶（dài）走了（le）軸承所產生（shēng）的熱量（liàng），又使軸承得到潤（rùn）滑，延長軸承使用壽命。

      油霧潤滑裝置易產生的故障（zhàng）是打油泵有時調的打油量過小，造成不打油，壓（yā）縮空氣直接進入主軸（zhóu）軸承，引起含水鏽蝕。應在維修巡檢時，適當調節油量。

      1. 4 切（qiē）屑的自動清除裝置

      如果在主軸錐孔中（zhōng）掉進了切屑或其他汙物（wù），在拉緊刀杆時，主軸錐孔表麵的錐柄就會被劃（huá）傷（shāng），甚至使刀杆（gǎn）產生偏斜，破壞刀具（jù）的正確（què）定位，影（yǐng）響加工零件的精度，甚至使（shǐ）零件（jiàn）報廢。為了保（bǎo）證主軸錐孔的清潔，用壓縮空氣進行吹屑。當刀具鬆開時，鬆刀油缸的活塞（sāi）左移，活塞後檔塊緊貼在銷軸的小平麵上，同時接通油缸（gāng）後端蓋上的壓縮空氣孔道，使壓縮空氣通過活塞進入銷軸，再通過支承軸及（jí）鎖緊螺母的通道進入主軸內孔，再經碟形彈簧的（de）間隙進入拉杆前端，由（yóu）於拉杆前端有多個小孔道，因而壓縮空氣由噴氣小孔吹出，將錐孔（kǒng）清理幹淨。而（ér）當刀具夾緊時，活塞右移自（zì）動切斷氣（qì）道。

      1. 5 主軸內冷卻裝置

      在加工長孔時，為降（jiàng）低刀具溫升及排除孔內（nèi）切屑，刀具本身開（kāi）有冷卻液通孔。為了（le）提供刀具內冷卻，高壓冷卻（què）水泵打出的高（gāo）壓（yā）冷卻（què）水，經軟管通過接頭進入中空的伺服電機軸的內套中，再進入拉杆軸心中的通道到達拉杆的前端，通過主軸上的兩個斜孔到達刀具內孔，起到了在加工時的內部冷卻作（zuò）用。為了使冷卻液不泄漏到主軸拉（lā）杆的外部（bù），造成主軸其他零件（jiàn）的鏽蝕，在冷卻水道的各個接頭處都加了“O”型密（mì）封圈。

      1. 6 主（zhǔ）軸前端麵的氣（qì）壓密封

      為防止主軸前端（duān）進（jìn）入切屑或冷卻液等，主軸前（qián）端采用氣壓密封裝置。壓縮空氣通過軟管進入開（kāi）了一道環行（háng）槽的主軸前端蓋，且主軸上開了帶斜麵的環行（háng）槽（cáo），起到氣壓前（qián）頂的作用，達到密封效果，壓（yā）縮空氣中（zhōng）的水氣通過端（duān）蓋下的排屑孔排掉。

       1. 7 主軸的準停裝置

      加工（gōng）中心（xīn）機（jī）床的切削扭矩是通過（guò）刀杆軸的端麵鍵來傳遞的，每一次自動裝卸刀具（jù）都必須使刀柄上的鍵槽對準主軸的端麵鍵，這就要求主軸具有準確定位功能。主（zhǔ）軸采用伺（sì）服電機中位置編碼器定（dìng）位，如不能準確定位，可通過位置參數進行調整。

 
       2、 結論
  
 
      加工中心能提高（gāo）生產效率、降低加工綜合費用、提高加工質量，有取代通用機床和專用組合機床的趨勢。美、日等國的加工中心機（jī）床產（chǎn）值已占其機床總產值的50% 左右。通過對BNN-002 主（zhǔ）軸部件的分析，可及時排（pái）除故障、提高維（wéi）修質量; 還可借鑒主軸部件的（de）設計，提高國產加工中心的質量。