数控设备典型传动部件失效分析及维修

　　一、主轴部件失效分析及维修

　　主轴部件是机床上的一个关键部件，由主轴轴承和安装在主轴上的传动件、密封件等组成。对主轴部件进行修理是为了恢复提高其回转精度、刚度、抗震性、耐磨性，并达到温升低，热变形小的要求。

　　1.主轴失效的主要形式

在机床的使用过程中主轴磨损和损坏的一般形式有：与轴承配合的轴颈表面的磨损、烧伤或出现裂纹；与夹具刀具配合的锥孔或轴颈表面的磨损或者出现较深的划痕；主轴弯曲变形。

　　2.主轴部件的检查

　　在主轴修理前，应按照图纸要求，对主轴的精度和表面粗糙度进行检查。检查方法是将主轴支承颈用等高V形架支承，放置在倾斜的平板上，在主轴尾端安装与轴孔配合的堵头，在堵头中心作中心孔，用直径6㎜的钢球将主轴支承在挡铁上。回转主轴，用百分表检测装配齿轮轴颈、主轴锥孔、台肩面等相对于主轴前后轴颈的径向圆跳动和端面圆跳动误差值。然后在主轴锥孔内插入标准锥度检验棒，用百分表触及其圆柱表面，回转主轴，在近主轴端和距主轴端30㎜处分别检测锥孔的径向圆跳动。

　　3.主轴修复方法

　　（1）主轴精度超差较少时，宜用研磨套研磨平板（宽度等于轴颈的长度）以及锥孔研磨棒进行研磨，恢复配合轴颈表面几何形状相对位置和表面粗糙度要求。同时调整或更换与主轴配合的零件，保持原来的配合关系。

　　（2）当主轴各项精度超差较大或有较深的划痕时，可采用精磨加工恢复其精度要求。若是滑动轴承结构的轴颈，可精磨轴颈，配以新轴承。主轴锥孔易磨损，修理时通常采用磨削法恢复其表面精度。

　　（3）动轴承结构的主轴轴颈，可采用精磨后刷镀等方法在磨损表面覆盖一层金属，恢复轴颈的原始尺寸和精度。应该指出，滑动轴承结构的主轴轴颈表面，不得采用镀铬的方法来修复。用这种方法修复的主轴轴颈会在使用过程中产生脱铬的现象。

　　（4）高精度主轴弯曲变形，一般校直后难以恢复精度，多采用更换新轴的方法。高速旋转的主轴，探伤检查发现裂纹则应更换。

　　二、滚珠丝杠螺母副失效分析及维修

　　1.滚珠丝杠螺母副的失效形式和检测方法

　　（1）丝杠磨损。丝杠螺纹经常使用的部分磨损大，在全长上磨损不均匀。影响工作台或刀架的运动精度。可以通过测量丝杠螺距误差和螺距累计误差检查磨损情况。可采用加工丝杠螺纹面恢复螺距精度，重新配置螺母方法修复。不能修复的可更换新的丝杠螺母副。

　　（2）丝杠与螺母的间隙加大。滚珠丝杠螺母副中螺母一般由锡青铜或铸铁制成，磨损量比丝杠大。随着丝杠螺母的不断磨损，丝杠与螺母的轴向间隙随之增大。影响运动部件运动的平衡性增加反向运动误差。对于有消除间隙机构的应更换螺母。

　　（3）丝杠弯曲。有些较长的丝杠经长时间使用会发生弯曲。丝杠弯曲会使传动运动阻力增加，影响运动部件运动的平稳性。检查时可用顶尖或V形架将丝杠两端支承起来，使用平头百分表靠在丝杠外圆表面转动丝杠，用百分表在丝杠不同轴向的位置检测，观察表针摆动，准确地测出丝杠弯曲量。

　　（4）丝杠的轴向窜动超差。在机床精度标准中，对丝杠轴向窜动都有要求。使用百分表可以测出丝杠轴向窜动的数值，如果超差，需要检查丝杠端部轴承的磨损情况和轴承的紧固情况，然后根据情况调整或更换。

　　2.丝杠的修理

丝杠的修理过程是先检查与校直丝杠，再精车螺纹和轴颈最后研磨丝杠。

　　（1)丝杠校直。丝杠的弯曲度超差一般都要进行校直。校直的方法主要采用压弯校直法和锤击校直法。压弯校直法是在测出丝杠弯曲的最高点和最低点并做标记之后，用V形架支承在想念最低点，用压力机下压最高点，下压时用力要恰当并适当超过平衡位置。如此反复，直到丝杠恢复直线度。

锤击校直法是将丝杠弯曲凸部朝下，用硬质斜木放在弯曲部分下面垫实，将丝杠垫起，将带有凹圆形头部的铜棒放在丝杠弯曲低点附近的螺纹小径上，然后用锤子敲击铜棒上端进行校直。

　　（2）精车螺纹和轴颈。对于未淬硬的丝杠，可在精度较好的车床上，重新精车螺纹，将螺纹两端面的磨损和损伤痕迹全部车去。修好螺纹面后，可精车大径，使其在全长上直径一致，并使螺纹达标准深度。然后精车修复轴颈，以保证丝杠螺纹与轴颈的同轴度。淬硬丝杠磨损的修复，应在螺纹磨床上进行。

　　（3）丝杠的研磨。为了保证丝杠的修复质量，提高精度，精车后的螺纹表面可用专门制作的螺纹研磨套，在其内表面涂上一薄层研磨剂，进行研磨。

　　3.螺母的修复

　　一般情况下，修复后的丝杠均需要更换螺母。在更换螺母时，注意螺母的轴线位置。在修理过程中，由于尺寸链的变化，往往使丝杠与螺母的轴线发生偏移，在加工新螺母时需重新设置螺母轴线位置以补偿其变化。另外，螺母的尺寸牙形应按修复后丝杠配置。配置的螺母与丝杠应保持合适的轴向间隙，旋转时手感松紧合适。采用双螺母消除间隙机构的丝杠副，主副螺母均应重新配置。