主軸使用保養(yǎng)及常見問題

主軸使用保養(yǎng)及常見問題

Ⅰ、什么原因造成主軸損壞

數(shù)控鉆床的主軸是用來鉆孔和銑外形的，它的好壞不僅直接影響到最終的產(chǎn)品質(zhì)量，而且會影響到印制板的制造成本，什么時候主軸不轉(zhuǎn)了，或者噪聲大、老斷刀具，我們就說“主軸出故障了”。而在主軸出故障的時候，我們又感覺是“主軸設(shè)計或制造的缺陷”。平心而論，主軸裝在機(jī)器上就不完全取決于自身的性能和特征了，它會受到其他硬件設(shè)備和軟件功能的影響，大多數(shù)情況還是操作失誤造成主軸損壞。

翔高精密機(jī)械主軸維修實例

對于滾珠軸承的主軸，如果使用的配套設(shè)備很合適，軸承最終磨損，聲音很大，我們知道這是因為軸承的滾珠和套圈之間機(jī)械接觸所至。對于空氣軸承人們常存在一些誤解，認(rèn)為既然轉(zhuǎn)子和定子之間無機(jī)械接觸，主軸應(yīng)該永遠(yuǎn)不壞。當(dāng)然，如果這種主軸工作在很干凈的實驗室環(huán)境下，它的確不會輕易損壞，現(xiàn)實的情況是我們要用它鉆銑非常硬的環(huán)氧玻璃布纖維板，環(huán)境又很臟。這就存在可能使配套設(shè)備失靈或出現(xiàn)誤動作，主軸因此而出現(xiàn)故障或損壞。這些故障是可以減少的，那就是正確的機(jī)器維護(hù)和保養(yǎng)。維修CNC加工中心機(jī)床主軸-可以選擇常州翔高精密機(jī)械有限公司 我們是您身邊的主軸維修服務(wù)商 10年豐富經(jīng)驗，品質(zhì)值得信賴！快速響應(yīng) 修復(fù)周期短 專業(yè)維修廠家 事半功倍 省時省力省心！

主軸的轉(zhuǎn)子浮在壓縮空氣膜上，空氣從前后軸承、止推板經(jīng)截流閥射流到轉(zhuǎn)子并使之穩(wěn)定。經(jīng)空氣的軸向射流從轉(zhuǎn)子推力面的底部托起轉(zhuǎn)子使之可以自由轉(zhuǎn)動。同時，這個托起的力還能承受主軸縮回時的沖擊。空氣軸向射流同時也作用于轉(zhuǎn)子推力面的頂部,為主軸鉆沖程提供推力負(fù)荷。顯而易見，空氣軸承主軸的壽命取決于壓縮空氣的質(zhì)量和合適穩(wěn)定的壓力。

空氣軸承主軸在沒有通氣的情況下不允許旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子。在正常通氣的情況下轉(zhuǎn)子上推力面與動力板推力面之間的間隙大約為0.0275～0.0325mm，轉(zhuǎn)子下推力面與后軸承推力面之間的間隙大約為0.0275～0.0325mm，轉(zhuǎn)子外圓與前后軸承內(nèi)孔之間的間隙大約為0.015～0.0175mm，氣缸推桿與夾頭連接器之間的間隙大約為0.5～0.7mm。

現(xiàn)在讓我們看看造成主軸損壞的一些原因：

一、自動換刀（ATC）閥門泄漏

ATC閥門泄漏造成主軸損壞是最常見的。特別是一些老機(jī)器，尤其是一些老

機(jī)器由滾珠軸承主軸翻新為空氣軸承主軸更是如此。隨著使用年限的增加，閥門由于磨損趨向泄漏是很自然的，關(guān)鍵是你要知道多長時間必須更換這些要泄漏的閥門，使由于空氣閥門泄漏造成主軸損壞這個因素減到最低。

當(dāng)閥門泄漏時，在氣缸內(nèi)會產(chǎn)生一定的空氣壓力阻止氣缸復(fù)原，這樣在壓力的作用下就會使氣缸推桿緩慢向下移動，最終導(dǎo)致氣缸推桿與包柄接觸，同時也使后軸承推力面與轉(zhuǎn)子下推力面產(chǎn)生接觸，最后的結(jié)果是可想而知的，并使推桿和轉(zhuǎn)子包柄、后軸承推力面與轉(zhuǎn)子下推力面之間就會產(chǎn)生不必要的摩擦接觸，這都會造成主軸損壞。

雖然上面所述都是針對空氣軸承主軸的，但很多情況同樣適用于滾珠軸承主軸。如果ATC閥門泄漏則使主軸的氣缸推桿與夾頭拉桿接觸而產(chǎn)生摩擦，使主軸損壞。

機(jī)器上一個共用的ATC閥門要為多個主軸供氣，如果此ATC閥門泄漏，其后果是可怕的，有可能使所有主軸損壞。如果泄漏剛好發(fā)生在主軸更換刀具時，則會發(fā)生兩種情況：

1.無論是空氣軸承主軸還是滾珠軸承主軸，他們都有一個氣缸縮回彈簧用來復(fù)原氣缸推桿，使氣缸推桿和轉(zhuǎn)子分開。由于制造彈簧時鋼絲直徑的變化，彈簧圈直徑的變化，繞成彈簧后熱處理條件的變化等等，使其彈簧的彈力不一樣。于是，壓縮空氣在刀具更換機(jī)構(gòu)里的積累將導(dǎo)致最差彈簧所在的主軸損壞。

2.在主軸更換刀具的一個周期里，當(dāng)這個周期完成了，則刀具更換機(jī)構(gòu)里的壓縮空氣是被排放了。當(dāng)新的周期開始時，壓縮空氣積累又將重新開始。因此，如果鉆或銑持續(xù)和結(jié)束的時間較短，閥門泄漏所形成的壓縮空氣積累還未造成主軸損壞就已被排放了。如果鉆或銑持續(xù)的時間較長，壓縮空氣積累就會達(dá)到某一點，結(jié)果造成主軸損壞。

二、低壓力腳真空

  造成主軸損壞的第二個主要原因大概要數(shù)低壓力腳真空了(吸塵器的吸力不夠)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，在轉(zhuǎn)子周圍產(chǎn)生了一個旋渦，此旋渦簡直就是一個龍卷風(fēng)的縮影。在這個旋轉(zhuǎn)著的低壓力區(qū)，中心是鉆或銑切削下來的切屑和飛起的粉塵，除非在壓力角內(nèi)的真空平臺足夠強(qiáng)大，能戰(zhàn)勝旋渦的作用，否則切削下來的粉塵碎屑將進(jìn)入轉(zhuǎn)子和前軸承之間的空隙。

如果是滾珠軸承主軸，碎屑將進(jìn)入到主軸前軸承密封圈，最終損壞軸承，使主軸的噪音加大，直到主軸無法使用。一種誤解是空氣軸承的清潔氣流能消除在轉(zhuǎn)子和前軸承縫隙之間的切削碎屑。實際情況并非如此，由于壓力很小，此空氣清流到成了粉塵的載體，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)形成的渦旋足以戰(zhàn)勝空氣清流，將碎屑帶入轉(zhuǎn)子和軸承之間的空隙。這實際上是造成前軸承和轉(zhuǎn)子前端損壞的主要原因。

三、主軸空氣壓力低

  由于低壓力造成的主軸損壞是很常見的。每臺機(jī)器均有一個氣動盒，它包括氣壓調(diào)節(jié)閥和輸出壓力表。典型的空氣軸承主軸在其進(jìn)入主軸前壓力應(yīng)調(diào)節(jié)在85psi。

   主軸空氣壓力低就會降低軸承的徑向和軸向的承載力。徑向的力不夠就會造成主軸的振動、偏擺增大，高轉(zhuǎn)速升不上去，主軸就容易卡死。主軸的軸向力不夠，在主軸下鉆時就會造成轉(zhuǎn)子上推力面與動力板推力面之間產(chǎn)生摩擦，在主軸提升時就會造成轉(zhuǎn)子下推力面與后軸承推力面之間產(chǎn)生摩擦，同樣也造成主軸卡死。

一般12.5萬的空氣軸承主軸氣壓在85psi時，動力板的軸向推力為18～20㎏，后軸承的軸向拉力為16～18㎏，徑向承載力為5～6㎏。

四、Z軸耦合器磨損

  鉆沖程結(jié)束后主軸縮回,速率也由高降低如數(shù)控機(jī)床使用年限較長，Z軸耦合元件有過度磨損,主軸可能由下鉆沖程轉(zhuǎn)為縮回時受到大的沖擊。

  在滾珠軸承里，軸向負(fù)荷的能力是非常強(qiáng)的，無論是向下或向上的沖擊一般它都承受，但是，空氣軸承主軸的軸向負(fù)荷能力就要差得多、特別是在主軸的縮回方向，如果這個沖擊大于提升力的允許里，結(jié)果會在轉(zhuǎn)子推力面的下面和后軸承的推力面之間發(fā)生磨損。請參閱圖六:轉(zhuǎn)子推力面的下面和后軸承的推力面產(chǎn)生磨擦。

這樣的主軸損壞形式和ATC砸門造成的結(jié)果相似，但氣缸推桿和夾頭連接器不會接觸。

這種損壞形式的癥狀比較特殊，在主軸接通壓縮空氣時用手轉(zhuǎn)不動轉(zhuǎn)子，不加氣時反而能轉(zhuǎn)動。造成這個特殊癥狀的原因是后軸承的推力面已嚴(yán)重磨損了，節(jié)流閥堵塞，產(chǎn)生不了氣膜，就沒有承載力。當(dāng)壓縮空氣加上時，在動力板推力的作用下，使轉(zhuǎn)子的下推力面與后軸承的推力面接觸，阻止了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。

五、油浸透了空氣過濾器

  機(jī)器上的空氣過濾器能過濾油和顆粒物，通常這個油和顆粒物是從空氣壓縮機(jī)里排出并污染空氣系統(tǒng)。一旦過濾器的過濾元件飽和了，它就不會再吸收壓縮機(jī)泄出的油了。壓縮空氣中過多的油就會在主軸的軸承表面形成一層油膜，油膜是膠狀的，對空氣軸承具有破壞性，它減小了軸承表面和轉(zhuǎn)子之間的間隙，降低了徑向和軸向空氣射流的大小，使得推力大為降低，結(jié)果是它改變了整個空氣軸承系統(tǒng)的特征，使轉(zhuǎn)子和軸承產(chǎn)生摩擦，最后導(dǎo)致主軸損壞。

六、主軸無冷卻或冷卻不夠

   數(shù)控鉆銑床一般都有冷卻系統(tǒng)，就、設(shè)計人員為主軸冷卻系統(tǒng)花了很大精力。如冷卻系統(tǒng)必須在主軸起動以前或同時起動。冷卻系統(tǒng)不起動主軸也不能起動；分別為各個主軸安裝了冷卻液流量傳感器，流量不夠則這個主軸就不能起動；還在裝冷卻液的箱體里安裝了總流量計和溫度傳感器等。為了主軸的正常運轉(zhuǎn)，設(shè)計人員可算是考慮夠周到的，但是數(shù)控鉆床和銑床在使用過程中由于冷卻系統(tǒng)故障造成主軸損壞的事時有發(fā)生。尤其是一些使用年限較久的老機(jī)器。流量傳感器里積了很厚的垢，基本失去了傳感器的作用。再有就是冷卻系統(tǒng)里的泵因常年累月使用可能會壞，當(dāng)泵損壞時有些PCB廠家就從市場購泵來用。用于電流電壓不同或安裝尺寸等原因?qū)⒗鋮s系統(tǒng)和機(jī)器完全脫鉤，只要忘記先開冷卻系統(tǒng)或這個系統(tǒng)產(chǎn)生故障，都將很快使主軸因過熱而損壞。

七、不能正常工作的空氣干燥機(jī)

   潮濕的空氣經(jīng)壓縮后會有細(xì)小的水珠進(jìn)到空氣小容里并形成大的水滴?？諝飧稍餀C(jī)的功能就是要去掉積累起來的水。無需多說、一臺不能正常工作的空氣干燥機(jī)將會使?jié)駳膺M(jìn)到空氣軸承，如果主軸長期在這樣的條件下運轉(zhuǎn)，濕氣會在主軸內(nèi)部生成銹點。我們知道，空氣軸承主軸的縫隙是很小很小的，銹點在轉(zhuǎn)子、軸承和定子上的堆積最終將產(chǎn)生摩擦。

濕氣還會進(jìn)到主軸刀具更換機(jī)構(gòu)的未端內(nèi)腔，生銹將會使主軸刀具更換成為難題。

八、不能正常工作的變頻器

 如果變頻器未能正常調(diào)整，或都有變頻器里有失效的原件，都將造成主軸損壞。在數(shù)控鉆、銑床里；由變頻器引起的主軸損壞是常見的。特別是一些老式變頻器，用在定子繞組只有兩相有保險的主軸上，一旦過流定會燒毀定子線圈。

常見主軸損壞是出現(xiàn)在一些老機(jī)器上，因為這些老機(jī)器沒有安裝對零速檢測的主軸檢測器，在時間分配上出現(xiàn)不正確的轉(zhuǎn)子剎車，結(jié)果是轉(zhuǎn)子在完全停穩(wěn)之前執(zhí)行一次刀具更換。

九、維修不當(dāng)

維修不當(dāng)造成主軸損壞的事例也屢見不鮮。一是使用不當(dāng)?shù)脑骷?、二是無專用拆裝工具，維修過程中損壞元器件；三是無檢測設(shè)備，裝備好壞心中無把握。

有些PCB生成公司沒有專用主軸維修人員，為了節(jié)省時間，也為了節(jié)省資金，由一些不了解主軸結(jié)構(gòu)，不清楚主軸使用原理的人員進(jìn)行修理。那會造成更大的損失。我們公司的維修工程師在維修主軸過程中就會發(fā)現(xiàn)不少由于維修不當(dāng)造成主軸損壞的事例。如拆裝過程中將電源線夾壞而導(dǎo)致燒毀定子線圈，由于使用不當(dāng)和使用失效的密封壞而使冷卻液流進(jìn)定子線圈而損壞主軸。使用不恰當(dāng)?shù)拇迷骷默F(xiàn)象就更多。這些不當(dāng)?shù)木S修有可能加速上主軸的損壞，切勿掉以輕心。

上面談到九種造成主軸損壞的原因，可以肯定講它不是造成主軸損壞的全部原因，但是它們的確是造成主軸損壞的主要原因。

Ⅱ、滾珠主軸使用保養(yǎng)須知

機(jī)床電主軸是由若干高精密零件組合而成的高轉(zhuǎn)速、高精密部件，是PCB鉆孔機(jī)、成型機(jī)的主要部件之一。主軸工作狀況的好壞決定了PCB產(chǎn)品的質(zhì)量。所以對于主軸的正確使用及保養(yǎng)是至關(guān)重要的。

1.核對插頭接線位置及有無短路或開路。

2.正確連接冷卻系統(tǒng)，冷卻液可以是水或油，水冷要求是純凈水加防腐劑，不要使用去離子水，水中顆粒＜25微米；油冷要求提供低粘度、不易揮發(fā)要阻燃的。進(jìn)水口溫度控制在18～22℃之間，壓力在2~3Kg/cm2。

3.進(jìn)行必要的空載運轉(zhuǎn)測試。

4.在不通電的情況下檢查轉(zhuǎn)子是否能自由轉(zhuǎn)動。

5.主軸沒抓刀，禁止啟動運轉(zhuǎn)，主軸在運轉(zhuǎn)期間不允許斷冷卻液，否則會損壞主軸部件。

6.安裝主軸套螺絲的鎖緊力度（10Kg/N.T），禁止過于抱緊主軸機(jī)體，以免機(jī)體變形造成內(nèi)部零件損壞。

7.新主軸或停機(jī)4小時以上，開機(jī)時要先低速預(yù)熱30分鐘才可進(jìn)行正常生產(chǎn)；

8.夾頭鎖到合適位置，拆卸夾頭請使用專用工具，夾頭在收緊狀態(tài)時，孔內(nèi)不允許無加持件。

9.更換銑刀時必須確保軸芯停止轉(zhuǎn)動，且夾頭處于張開狀態(tài)。

10.禁止超速運轉(zhuǎn)主軸，并且按技術(shù)參數(shù)表中的范圍調(diào)整操作參數(shù)。

11.每班啟動主軸前對冷卻系統(tǒng)進(jìn)行檢查，確保暢通和無泄漏及參數(shù)設(shè)置正確。

12.每天清洗夾頭內(nèi)孔和錐面，確保無污物，并按要求檢查夾持力及靜態(tài)、動態(tài)。

13.按供貨商要求定期檢查冷卻系統(tǒng)并更換冷卻液。

14.如主軸出現(xiàn)故障請交本公司或主軸維修公司進(jìn)行處置。

15.未經(jīng)培訓(xùn)的人員不得拆卸和操作電主軸。

16.吸塵要求：兩頭鑼機(jī)：流量≥3M3/min,吸力≤-1000mmaq;

           四頭以上的鑼機(jī)：流量≥7.5min,吸力≤-1750mmaq;

17.室溫要求：20℃±2℃，相對濕度：40～70%RH。

Ⅲ、空氣主軸使用須知

主軸是由若干高精密零件組合而成的高轉(zhuǎn)速、高精密部件，是PCB鉆孔機(jī)、成型機(jī)的主要部件之一。主軸工作狀況的好壞決定了PCB產(chǎn)品的質(zhì)量。所以對于主軸的正確使用及保養(yǎng)是至關(guān)重要的。

一、為確保無虞，在使用此主軸之前請檢查以下項目：

1.核對插頭接線位置及有無短路或開路；

2.正確連接壓縮空氣及冷卻水（油）；

3.檢查壓縮空氣壓力（6.0~7.5Kgf/cm2）；

4.在不通電的情況下檢查轉(zhuǎn)子是否能自由轉(zhuǎn)動；

5.檢查換刀系統(tǒng)；

6.必要的空載運轉(zhuǎn)測試；

7.主軸沒抓刀，禁止啟動運轉(zhuǎn)；

8.裝主軸套螺絲的鎖緊力度（10Kg/N.T）.

二、翔高精密推薦以下的氣源要求：

1.過濾顆粒＜0.01微米；

2.含油量＜0.01mg/m3,20℃;

3.運行氣壓的露點＜3℃td;

4.穩(wěn)定主軸軸承壓力在6.0~7.5Kgf/cm2;

5.溫度接近環(huán)境溫度；

6.過濾器的濾芯使用壽命為250天（6000小時）或降壓0.1MPa須及時更換（不允許清洗）。

三、翔高精密推薦以下的冷卻水要求：

1.干凈的（最好是蒸餾水）循環(huán)利用；

2.不能使用去離子水；

3.主軸進(jìn)水口溫度控制在18~22℃之間，壓力在2~3Kg/cm2;

4.水中顆粒＜25微米；

5.水中加入一些防止生銹的添加劑。

四、翔高精密推薦以下的環(huán)境要求：

1.吸塵要求：兩頭鉆機(jī)：流量≥3M3/min,吸力≤-1000mmaq;四頭以上的鉆機(jī)：流量≥7.5min,吸力≤-1750mmaq;

2.室溫：20℃±2℃，相對濕度：40～70%RH。Ⅳ、夾頭維護(hù)頻率

 執(zhí)行定期夾頭維護(hù)對于確保主軸的良好性能及壽命是至關(guān)重要的，建議以下維護(hù)周期：

一、可拆卸夾頭

每運行100小時必須清洗

拆卸夾頭時要有專用工具，要用溶劑和沒有絨毛的布清潔夾頭的外表面，再把溶劑噴射于夾頭內(nèi)孔，然后用碳針清除夾頭內(nèi)孔的碎屑，清洗干凈后要在夾頭上涂一層薄薄的二硫化鉬。

二、綁定夾頭

每運行24小時必須清洗

清洗前要開氣，再用清洗濟(jì)對準(zhǔn)夾頭內(nèi)孔反復(fù)噴洗，然后用碳針清除夾頭內(nèi)孔的碎屑，達(dá)到清洗目的。

實際夾頭維護(hù)周期取決于使用環(huán)境，可能比建議周期更長或更短。

翔高主要維修項目包括：主軸軸承更換，主軸拉爪，主軸拉桿，主軸彈簧碟片更換，主軸錐孔研磨，主軸動平衡，電主軸線圈重繞。