摘　要：数控机床体现了当前世界机床技术进步的主流，是衡量机械制造工艺水平的重要指标，在柔性生产和计算机集成制造等先进制造技术中起着重要的基础核心作用。因此，如何更好的使用数控机床是一个很重要的问题。随着数控技术的不断发展，传统的主轴驱动已不能满足要求。由于数控机床是一种价格昂贵的精密设备，因此，其故障的诊断维修更是不容忽视。
　　关键词：数控机床；主轴轴承；故障分析；诊断维修
　　一、数控机床对主轴控制的要求
　　（1）调速范围各种不同的机床对调速范围的要求不同。
　　（2）主轴的旋转精度和运动精度主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷、低速转动条件下测量主轴前端和距离前端300mm处的径向圆跳动和端面圆跳动值。
　　（3）数控机床主轴的变速是依指令自动进行的，要求能在较宽的转速范围内进行无级调速，并减少中间传递环节，简化主轴箱。目前主轴驱动装置的调速范围已达1:100，这对中小型数控机床已经够用了。对于中型以上的数控机床，如要求调速范围超过1:100，则需通过齿轮换挡的方法解决。
　　（4）要求主轴在整个范围内均能提供切削所需功率，并尽可能在全速度范围内提供主轴电动机的Z大功率，即恒功率范围要宽。由于主轴电动机与驱动的限制，其在低速段均为恒转矩输出。为满足数控机床低速强力切削的需要，常采用分段无级变速的方法，即在低速段采用机械减速装置，以提高输出转矩。
　　（5）要求主轴在正、反向转动时均可进行自动加减速控制，即要求具有四象限驱动能力，并且加减速时间短。
　　（6）为满足加工中心自动换刀以及某些加工工艺的需要，要求主轴具有高精度的准停控制。
　　（7）在车削中心上，还要求主轴具有旋转进给轴（C轴）的控制功能。为满足上述要求，数控机床常采用直流主轴驱动系统。但由于直流电动机受机械换向的影响，其使用和维护都比较麻烦，并且其恒功率调速范围小。
　　二、主轴组件的构成
　　主轴为两支承结构，前、后轴承在主轴箱内，是主要支承。前支撑是双列圆柱滚子支撑及角接触球支撑，后支撑为双列圆柱滚子支撑。这种轴承配列具有很高的刚性，轴向力及径向力分别由不同的轴承负担，主轴支撑的形式是前端定位，主轴受热膨胀后向后伸长。前后支撑所用的双列圆柱滚子轴承德支撑刚度好，允许的极限转速高。而角接触球轴承能承受较大的轴向载荷，且允许的极限转速高，该支撑结构能满足高速，重载荷切削的需要。
　　三、主轴传动及其控制形式
　　（1）带有变速齿轮的主传动。其特点低速获得大扭矩、使主传动成为分段无级变速。
　　（2）带传动变速。其特点是无振动、噪声小。
　　（3）主轴直连方式，主轴电动机与机床主轴“合二为一”，实现了机床的“零传动”。
　　四、主轴伺服驱动器故障分析及解决方案
　　故障现象1——主轴发热
　　（1）主轴轴承预紧力过大，造成主轴回转时摩擦过大，引起主轴温度急剧升高。可以通过重新调整主轴轴承预紧力加以排除。
　　（2）主轴轴承研伤或损坏，也会造成主轴回转时摩擦过大，引起主轴温度急剧升高。可以通过更换新轴承加以排除。
　　（3）主轴润滑油脏或有杂质，也会造成主轴回转时阻力过大，引起主轴温度升高。通过清洗主轴箱，重新换油加以排除。
　　（4）主轴轴承润滑油脂耗尽或润滑油脂过多，也会造成主轴回转时阻力、摩擦过大，引起主轴温度升高。通过重新涂抹润滑脂加以排除。
　　故障现象2——主轴强力切削时停转
　　（1）主轴电动机与主轴连接的传动带过松，造成主轴传动转矩过小，强力切削时主轴转矩不足，产生报警，数控机床自动停机。通过重新调整主轴传动带的张紧力，加以排除。
　　（2）主轴电动机与主轴连接的传动带表面有油，造成主轴传动时传动带打滑，强力切削时主轴转矩不足，产生报警，数控机床自动停机。通过用汽油或酒精清洗后擦干净加以排除。
　　（3）主轴电动机与主轴连接的传动带使用过久而失效，造成主轴电动机转矩无法传动，强力切削时主轴转矩不足，产生报警，数控机床自动停机。通过更换新的主轴传动带加以排除。
　　（4）主轴传动机构中的离合器、联轴器连接、调整过松或磨损，造成主轴电动机转矩传动误差过大，强力切削时主轴振动强烈。产生报警，数控机床自动停机。通过调整、更换离合器或联轴器加以排除。
　　故障现象3——主轴工作时噪声过大
　　（1）主轴部件动平衡不良，使主轴回转时振动过大，引起工作噪声。需要机床生产厂家的专业人员对所有主轴部件重新进行动平衡检查与调试。
　　（2）主轴传动齿轮磨损，使齿轮啮合间隙过大，主轴回转时冲击振动过大，引起工作噪声。需要机床生产厂家的专业人员对主轴传动齿轮进行检查、维修或更换。
　　（3）主轴支承轴承拉毛或损坏，使主轴回转间隙过大，回转时冲击、振动过大，引起工作噪声。需要机床生产厂家的专业人员对轴承进行检查、维修或更换。
　　（4）主轴传动带松弛或磨损，使主轴回转时摩擦过大，引起工作噪声。通过调整或更换传动带加以排除。
　　总结
　　当今的数控系统已进入PC基、开放化的发展阶段，其中软件含量越来越丰富，有系统软件、机床制造者软件、甚至还有使用者自己的软件，由于软件逻辑的设计中不可避免的一些问题，会使得有些故障状态无从分析，例如死机现象。对于这种故障现象则可以采取特殊手段来处理，比如整机断电，稍作停顿后再开机，有时则可能将故障消除。维修人员可以在自己的长期实践中摸索其规律或者其他有效的方法。
　　参考文献：
　　【1】冯荣军《数控机床故障诊断与维修》中国劳动社会保障出版社2010年版
　　【2】于丽《数控机床的维修方法与原则》中国科技信息2007年