Z3050型摇臂钻床常见故障分析及处理对策研究

杨岚

摘要：笔者结合多年的工作经验，从摇臂钻床故障常见的诊断方法及诊断原则入手，针对Z3050型摇臂钻床在长期使用过程中的易发故障，论述了各常见故障的问题原因、诊断措施及处理对策，并就部分故障提出了预防措施。

关键词：摇臂钻床;故障;处理对策

0  引言

Z3050型摇臂钻床是摇臂钻床的基本型产品，主要适用于在中、小型零件上进行钻孔、扩孔、铰孔及攻螺纹等操作，是一种承担孔加工的万能通用型金属切削机床。该机床具有结构紧凑、操作灵活、价格低廉等特点，因此广泛应用于我国广大工业企业中。但在实际应用中，该机床也存在故障高发等问题，本文将结合笔者多年企业工作经验，对部分常见故障进行分析，并阐述故障的处理对策。

1  故障常见的诊断方法及诊断原则

首先，摇臂钻床常见的诊断方法是观察分析法。这是用感官对摇臂钻床进行初步分析的方法，通过问、看、摸、试四个步骤，初步判断故障原因。其次，根据机床存在的问题表现，使用计量器具（框式水平仪、百分表、塞尺、铸铁直尺、检棒等）对其进行性能、精度检查或试切，以精准判断可能出现的故障原因。

在摇臂钻床的检查过程中，我们一定要遵循的诊断原则，包括：先简单后复杂、先外部后内部、先静后动和先机械后电气。造成摇臂钻床故障的原因可能是多方面的，因此在检查过程中，首先要检查简单的问题再处理复杂的问题，从而将问题逐一解决。先外部后内部，是指先对外部情况进行检查，再检查内部的系统和零件，以免造成对摇臂钻床大的拆装。先静后动，是指先在摇臂钻床断电的情况下检查，然后再供给电源综合观察排除。先机械后电气，是指先排除机械性的故障，如零部件的损坏等，再考虑系统方面的故障。

2  Z3050型摇臂钻床常见故障

摇臂钻床结构较复杂，可能出现故障的部位也比较多，笔者结合企业实践工作经验，在此罗列出部分常见故障及故障的处理对策。

2.1 立柱无松开

机床立柱夹紧要求为用M12×45弹簧板螺钉调整内外柱锥面间隙，使夹紧松开时，外柱上下移动量保持在0.3为宜，调整时须使螺钉受力均匀，由螺帽调整立柱夹紧力。当调整到摇臂末端施加1568N水平力，立柱不得回转。松开后施加29N水平力即可转动，超过29N水平力而立柱不得回转，即可判定为立柱无松开。

出現立柱无松开的主要原因为立柱夹紧机构调整不当或47311//圆板弹簧断裂、M12×45弹簧板螺钉断裂。

2.2 主轴箱无夹紧

主轴箱夹紧的要求为拧紧制动架与主轴箱结合螺钉，调整制动架斜块螺钉及夹紧斜块，达到主轴箱夹紧时在手轮上施加切向力，主轴箱不得移动，主轴箱松开时，能够轻便移动。

主轴箱与摇臂的55°导轨面通过制动架小装进行结合，其配合间隙不当或45303//夹紧块位置不当均能导致该问题的发生。对制动架小装进行检查，发现装配时用工装出现严重磨损，导致调整后的45303//夹紧块偏低、调整余量少于工艺要求，其根本原因在于对工装的控制失效。

2.3 47018//油缸损坏

47018//油缸是立柱夹紧油缸小装中的关键部件，根据外部用户反馈，47018//油缸零件缸底损坏较多，导致机床不能正常工作，分析产生问题的主要原因：

①47018//油缸缸底厚度应为9mm（100-91），如图1所示，但实测零件尺寸小。对47018//油缸缸体厚度进行检验，比图纸要求厚度小2mm。通过理论计算：

1）缸底厚度为9mm时，当剪切力达到82N时，才可以将缸底底部顶掉;

2）缸底厚度为7mm时，当剪切力达到64N时，就可以将缸底底部顶掉。

此计算过程均与零件的抗拉强度有关。

②对47018//油缸铸件材质进行化验，发现铸件材质不符合要求，化验结果如表1所示。

通过化验结果可以看出：碳、硅含量超标，锰含量低。

2.4 变速油泵小装研伤

变速油泵小装安装在主轴箱的内部，是控制机床主轴传动和进给传动变速的关键部件。机床在工作中如果出现某几档变速突然失灵、变速乱档等问题，均可能是由变速油泵小装研伤造成的。经对研伤的变速油泵小装进行拆卸检查，发现主要是由于变速油泵小装中，44017//上泵片和44019//下泵片加工时，Φ20孔超差，0.015-0.02孔小，与其配合的44801//轴套、44802//轴套装入后，其内孔变形，导致44311//被动齿轮、44312//主动齿轮不能自如转动，影响机床性能。

3  Z3050型摇臂钻床故障的处理对策

3.1 立柱无松开问题的处理对策

结合前面的分析，可以采取如下故障处理方法。在立柱处于松开状态，观察47311//圆板弹簧及上面的6个M12×45内六角螺钉是否完整。

如果发现6个M12×45内六角螺钉完好，即用专用扳手检查6个螺钉拧紧力矩是否均匀一致。当故障出现时，一般该6个螺钉已经严重失调。即可采用正确的调整方法，完全放松所有螺钉，在内外立柱锥面自由接触状态下，严格按照圆形结构成组螺钉的拧紧工艺进行拧紧，当所有螺钉受力后，每次拧紧角度不大于150，直到立柱锥面脱开，摇臂推动顺畅为止。整个过程应该严格保证每个螺钉的扭矩一致，一致性程度越高，6个螺钉受力越均匀，使用周期就越长。该故障较推荐的预防措施为定期调整圆板弹簧螺钉，建议每季度进行一次预防性调整。

如果发现圆板弹簧或弹簧螺钉断裂，则需及时更换同等规格的产品。针对零件极易损坏的情况，也采取了以下改进措施。

①入厂检验。编制了《重点零件检验规定》，其中规定了47311//圆板弹簧、M12×45弹簧板螺钉的重点检验项目。

1）外觀质量检验：零件表面不得有裂纹、气孔、砂眼、锈蚀等质量缺陷。通过多次敲击，要保证零件表面无裂纹。

2）硬度检验：洛氏硬度计检验。选择试样在试验表面2-3处检验硬度，试验面应是光滑平面，不应有氧化皮和污物。

3）尺寸公差检验：尺寸按图样进行检验;圆板弹簧不得进行法蓝处理。

4）要求对每批次圆板弹簧进行规定数量的抽检，并保证对取样数量中的50%进行裂纹检验。

将要求库房检查员严格按照此规定执行，加强对圆板弹簧、弹簧板螺钉的入库检验力度。

②装配后变形量的控制。立柱夹紧时，严格控制外柱的位移量，防止圆板弹簧的变形量过大。

③已要求零件供应商对所供圆板弹簧标注了产品标识，同时要求售后服务部门，将问题弹簧螺钉邮寄回生产企业，以进一步分析问题原因，并向责任供应商进行索赔。

3.2 主轴箱无夹紧问题的处理对策

经前面分析，得出导致此问题的原因，主要为对工装的控制失效，应按周期对工装进行验证，发现工装失效立即采取措施。

此外，在对原有装配工艺进行研究、分析，发现制动架小装中45303//夹紧块处U形槽全长45mm，原要求调整好后夹紧块留有调整余量不小于15mm。为提高主轴箱夹紧的稳定性，要求调整好后夹紧块留有调整余量不小于25mm，通过试验后发现机床主轴箱夹紧、松开灵敏性明显提高。

3.3 47018//油缸损坏的处理对策

针对47018//油缸损坏这一常见故障，结合问题原因，采取有针对性的措施加以应对。首先，加强对47018//油缸加工精度的检验。对47018//油缸加工精度进行加严检验，除了常规的检验内容外，重点检验零件底部的厚度。其次，增加对47018//油缸材质的检验。明确要求其供货厂家提供同批铸件试验棒，做铸件抗拉强度试验，将对铸件材质进行抽查检验。

3.4 变速油泵小装研伤问题的处理对策

针对该故障，重点要加强对零件的质量控制。

①44017//上泵片和44019//下泵片的加工质量：要求供应商提高零件的加工质量，库房检查员加强控制，严格检验零件的尺寸公差、形状公差、位置公差等。

②严格控制小装过程中44311//被动齿轮、44312//主动齿轮的打磨时间，以避免油泵的研伤。

③设专人用清洗机清洗零件，保证油漆、飞边、毛刺等杂物必须彻底清理干净，方可装配。

④针对变速油泵小装中部分零件存在平行度超差的问题，制作了一个检具，用以检验泵片和齿轮的厚度，可以方便泵片和齿轮进行选配安装。

⑤严格执行所有变速油泵小装100%经过试验台压力试验，没有经过试验台试验检测的，严禁转入下序，以保证油泵的合格率。

4  结语

综上，加强对摇臂钻床的常见故障及处理对策的研究，意义重大。摇臂钻床在现代化机械加工生产中发挥着重要的作用，提高摇臂钻床的稳定性和精确度，使其能更好地满足现代化生产的需求。我们也要有针对性地提高故障诊断能力，正确、及时地处理摇臂钻床的故障，保障其正常运转。

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