数控机床电主轴的使用及维护

【摘 要】 主要介绍主轴的使用方法和日常维护的细则

【关键词】 电主轴；热传感器；预热

D系列加工中心是为高速铣而专门设计的，可理解为刀具和工件之间有很高的相对速度。

这一类型机床具有以下的特点：非常好的刚性和低惯量；使用可以高速旋转的电主轴；使用带有复杂刀具轨迹管理的数控系统；使用专门的刀具。

我们要说的便是高速旋转的电主轴。

在Z轴滑枕上装有一个高速主轴。以我们所选的其中一款主轴为例OMLAT 06488型。

此型号主轴的主要参数如下：主轴最大转速：36000 1/分钟；主轴最大功率：19.5千瓦；主轴油气和液压活塞松刀；主轴的使用。

因为是高速电主轴，所以在使用和维护时需要特别注意，这样才可以延长电主轴的寿命。在使用时，禁止使用压缩气体喷头清洁主轴，因为这样会使灰尘进入主轴的密封部位，从而损坏轴承。出于同样的目的，在清理轴承周围的时候，主轴应停止转动，但机床应上电，以保证轴承处始终有气封。主轴上卡刀柄的锥面部分必须定期使用软布清洁。

长期闲置不用时，应在主轴上装一刀柄，以保护卡刀的锥孔。

主轴在没有装上刀柄的情况下是不允许转动的。只有锥形的刀柄和具有良好动平衡特性的刀具才可以在高速转动下使用。不要使用被打孔的刀柄。

在安装时因为电主轴的轴承需要保持绝对的清洁，所以主轴的连接操作应在干净的环境中进行，否则轴承的寿命将显著减少。

在主轴运转之前必须优先检查以下各项: 固定电主轴的螺钉必须正确锁紧;所有管需要正确连接，不能弯曲，液体密封很好;所有电缆，尤其热传感器电缆都必须正确连接；安装在变频器里的参数与电机的实际参数必须一致。

主轴运转之前执行以下操作：开启机床总开关;检查所有组件已经连接并装有正确数据；仔细清洁刀柄;在刀具里嵌有类推传感器，可以规定轴旋转的一致性；刀具未锁紧之前主轴不能运转。

在PLC 逻辑检查一下条件正常后，才允许主轴旋转：气路气压正常。主轴冷却液温度在允许范围内。主轴冷却液流量正常。刀柄装在主轴上，并且锁紧了。电主轴只有在其温度在18 到30 摄氏度之间时才允许转动。

一个专用的冷却回路为主轴电机提供升温和降温。有两个温度传感器检测温度范围，如果不在范围内，将禁止主轴旋转。一个新的主轴或者有一个月以上没使用的主轴，当要使用时，必须从非常低的速度开始旋转。在开始加工前为主轴升温是一个良好的习惯。

基于这一方面考虑，系统提供了以下专门的M 代码来执行主轴升温：M106每天主轴预热（大约6 分钟）。M107 初始化主轴的预热，或在主轴一个月以上没有使用的情况下使用（大约60 分钟）。M132当主轴一个星期以上没使用情况下，使用适用于油气的主轴（大约30 分钟）。M197 每天预热，将在程序设定的间隔后自动执行。M239每天预热，在程序设定的日期和时间达到后自动执行。根据安装时设定的参数的需要，可在升温循环结束后，自动执行轴升温文件。

注意：为了执行高精度的操作，主轴需要做一个额外的加热过程。也就是让主轴在工作速度下旋转大约30 分钟，以得到可靠的温度稳定性。

对于油气的电主轴，在停止旋转之前应把主轴移动到一个合适的位置。这样可以避免由于主轴再次启动时，可能会有油滴下而带来的事故。

主轴维护：电主轴的工作性能及复杂结构决定了电主轴的维护与一般主轴不同，需要操作者细心执行电主轴所要求的维护细则。

每日：使用软布清洁主轴，在主轴上保留一个刀柄用来保护锥孔。不要使用压缩空气清洁主轴。取下刀柄，清洁锥孔内部并且检查有无铁锈或者由于加工过程中震动产生的斑纹。立即替换已经损坏的刀柄。

每周：检查气压，油和冷却系统，如果需要调整到合适的值。每500小时后揭起主轴上面的部件，检查这里的管子和电缆没有任何的损坏，没有折弯和变形，并且连接良好。每 1500 小时后需要通过主轴锥孔向刀爪喷射一种专用的油脂。每3000小时必须检查主轴。

注意：绝对不要使用压缩空气去清洁主轴。除了上面的维护以外，主轴寿命也与给出的使用预防和机床条件有关。

参考文献

［1］《Use and information handbook for “High Frequency” electricspindles》，OMLAT，2005

［2］《INSTALLATION,USE AND PREVENTIVE MAINTENANCE MANUAL》， 2006

（作者单位：沈阳菲迪亚数控机床有限公司）