主軸使用保養及常見問題

主軸使用保養及常見問題

Ⅰ、什么原因造成主軸損壞

數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品質量，而且會影響到印制板的制造成本，什么時候主軸不轉了，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“主軸設計或制造的缺陷”。平心而論，主軸裝在機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備和軟件功能的影響，大多數情況還是操作失誤造成主軸損壞。

翔高精密機械主軸維修實例

對于滾珠軸承的主軸，如果使用的配套設備很合適，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械接觸所至。對于空氣軸承人們常存在一些誤解，認為既然轉子和定子之間無機械接觸，主軸應該永遠不壞。當然，如果這種主軸工作在很干凈的實驗室環境下，它的確不會輕易損壞，現實的情況是我們要用它鉆銑非常硬的環氧玻璃布纖維板，環境又很臟。這就存在可能使配套設備失靈或出現誤動作，主軸因此而出現故障或損壞。這些故障是可以減少的，那就是正確的機器維護和保養。維修CNC加工中心機床主軸-可以選擇常州翔高精密機械有限公司 我們是您身邊的主軸維修服務商 10年豐富經驗，品質值得信賴！快速響應 修復周期短 專業維修廠家 事半功倍 省時省力省心！

主軸的轉子浮在壓縮空氣膜上，空氣從前后軸承、止推板經截流閥射流到轉子并使之穩定。經空氣的軸向射流從轉子推力面的底部托起轉子使之可以自由轉動。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子推力面的頂部,為主軸鉆沖程提供推力負荷。顯而易見，空氣軸承主軸的壽命取決于壓縮空氣的質量和合適穩定的壓力。

空氣軸承主軸在沒有通氣的情況下不允許旋轉轉子。在正常通氣的情況下轉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，轉子外圓與前后軸承內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。特別是一些老機器，尤其是一些老

機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。

當閥門泄漏時，在氣缸內會產生一定的空氣壓力阻止氣缸復原，這樣在壓力的作用下就會使氣缸推桿緩慢向下移動，最終導致氣缸推桿與包柄接觸，同時也使后軸承推力面與轉子下推力面產生接觸，最后的結果是可想而知的，并使推桿和轉子包柄、后軸承推力面與轉子下推力面之間就會產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生摩擦，使主軸損壞。

機器上一個共用的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。如果泄漏剛好發生在主軸更換刀具時，則會發生兩種情況：

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原氣缸推桿，使氣缸推桿和轉子分開。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構里的積累將導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，當這個周期完成了，則刀具更換機構里的壓縮空氣是被排放了。當新的周期開始時，壓縮空氣積累又將重新開始。因此，如果鉆或銑持續和結束的時間較短，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。如果鉆或銑持續的時間較長，壓縮空氣積累就會達到某一點，結果造成主軸損壞。

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低壓力腳真空了(吸塵器的吸力不夠)。轉子轉動時，在轉子周圍產生了一個旋渦，此旋渦簡直就是一個龍卷風的縮影。在這個旋轉著的低壓力區，中心是鉆或銑切削下來的切屑和飛起的粉塵，除非在壓力角內的真空平臺足夠強大，能戰勝旋渦的作用，否則切削下來的粉塵碎屑將進入轉子和前軸承之間的空隙。

如果是滾珠軸承主軸，碎屑將進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，轉子旋轉形成的渦旋足以戰勝空氣清流，將碎屑帶入轉子和軸承之間的空隙。這實際上是造成前軸承和轉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。每臺機器均有一個氣動盒，它包括氣壓調節閥和輸出壓力表。典型的空氣軸承主軸在其進入主軸前壓力應調節在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子上推力面與動力板推力面之間產生摩擦，在主軸提升時就會造成轉子下推力面與后軸承推力面之間產生摩擦，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

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

  在滾珠軸承里，軸向負荷的能力是非常強的，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，結果會在轉子推力面的下面和后軸承的推力面之間發生磨損。請參閱圖六:轉子推力面的下面和后軸承的推力面產生磨擦。

這樣的主軸損壞形式和ATC砸門造成的結果相似，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不動轉子，不加氣時反而能轉動。造成這個特殊癥狀的原因是后軸承的推力面已嚴重磨損了，節流閥堵塞，產生不了氣膜，就沒有承載力。當壓縮空氣加上時，在動力板推力的作用下，使轉子的下推力面與后軸承的推力面接觸，阻止了轉子轉動。

五、油浸透了空氣過濾器

  機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里排出并污染空氣系統。一旦過濾器的過濾元件飽和了，它就不會再吸收壓縮機泄出的油了。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，結果是它改變了整個空氣軸承系統的特征，使轉子和軸承產生摩擦，最后導致主軸損壞。

六、主軸無冷卻或冷卻不夠

   數控鉆銑床一般都有冷卻系統，就、設計人員為主軸冷卻系統花了很大精力。如冷卻系統必須在主軸起動以前或同時起動。冷卻系統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，設計人員可算是考慮夠周到的，但是數控鉆床和銑床在使用過程中由于冷卻系統故障造成主軸損壞的事時有發生。尤其是一些使用年限較久的老機器。流量傳感器里積了很厚的垢，基本失去了傳感器的作用。再有就是冷卻系統里的泵因常年累月使用可能會壞，當泵損壞時有些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將冷卻系統和機器完全脫鉤，只要忘記先開冷卻系統或這個系統產生故障，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

   潮濕的空氣經壓縮后會有細小的水珠進到空氣小容里并形成大的水滴。空氣干燥機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將會使濕氣進到空氣軸承，如果主軸長期在這樣的條件下運轉，濕氣會在主軸內部生成銹點。我們知道，空氣軸承主軸的縫隙是很小很小的，銹點在轉子、軸承和定子上的堆積最終將產生摩擦。

濕氣還會進到主軸刀具更換機構的未端內腔，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整，或都有變頻器里有失效的原件，都將造成主軸損壞。在數控鉆、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在一些老機器上，因為這些老機器沒有安裝對零速檢測的主軸檢測器，在時間分配上出現不正確的轉子剎車，結果是轉子在完全停穩之前執行一次刀具更換。

九、維修不當

維修不當造成主軸損壞的事例也屢見不鮮。一是使用不當的元器件、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，為了節省時間，也為了節省資金，由一些不了解主軸結構，不清楚主軸使用原理的人員進行修理。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現不少由于維修不當造成主軸損壞的事例。如拆裝過程中將電源線夾壞而導致燒毀定子線圈，由于使用不當和使用失效的密封壞而使冷卻液流進定子線圈而損壞主軸。使用不恰當的代用元器件的現象就更多。這些不當的維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、滾珠主軸使用保養須知

機床電主軸是由若干高精密零件組合而成的高轉速、高精密部件，是PCB鉆孔機、成型機的主要部件之一。主軸工作狀況的好壞決定了PCB產品的質量。所以對于主軸的正確使用及保養是至關重要的。

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，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、不易揮發要阻燃的。進水口溫度控制在18～22℃之間，壓力在2~3Kg/cm2。

3.進行必要的空載運轉測試。

4.在不通電的情況下檢查轉子是否能自由轉動。

5.主軸沒抓刀，禁止啟動運轉，主軸在運轉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體，以免機體變形造成內部零件損壞。

7.新主軸或停機4小時以上，開機時要先低速預熱30分鐘才可進行正常生產；

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

9.更換銑刀時必須確保軸芯停止轉動，且夾頭處于張開狀態。

10.禁止超速運轉主軸，并且按技術參數表中的范圍調整操作參數。

11.每班啟動主軸前對冷卻系統進行檢查，確保暢通和無泄漏及參數設置正確。

12.每天清洗夾頭內孔和錐面，確保無污物，并按要求檢查夾持力及靜態、動態。

13.按供貨商要求定期檢查冷卻系統并更換冷卻液。

14.如主軸出現故障請交本公司或主軸維修公司進行處置。

15.未經培訓的人員不得拆卸和操作電主軸。

16.吸塵要求：兩頭鑼機：流量≥3M3/min,吸力≤-1000mmaq;

           四頭以上的鑼機：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速、高精密部件，是PCB鉆孔機、成型機的主要部件之一。主軸工作狀況的好壞決定了PCB產品的質量。所以對于主軸的正確使用及保養是至關重要的。

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子是否能自由轉動；

5.檢查換刀系統；

6.必要的空載運轉測試；

7.主軸沒抓刀，禁止啟動運轉；

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.穩定主軸軸承壓力在6.0~7.5Kgf/cm2;

5.溫度接近環境溫度；

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）循環利用；

2.不能使用去離子水；

3.主軸進水口溫度控制在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境要求：

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

2.室溫：20℃±2℃，相對濕度：40～70%RH。Ⅳ、夾頭維護頻率

 執行定期夾頭維護對于確保主軸的良好性能及壽命是至關重要的，建議以下維護周期：

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孔，然后用碳針清除夾頭內孔的碎屑，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，再用清洗濟對準夾頭內孔反復噴洗，然后用碳針清除夾頭內孔的碎屑，達到清洗目的。

實際夾頭維護周期取決于使用環境，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。