北京福田康明斯发动机有限公司
摘要：金属切削设备在制造企业的广泛使用，有效提高了企业的生产效率，并且大幅度降低了工人的工作量，为我国生产制造自动化做出了重要贡献。但是在金属切削设备运行的过程当中，会出现一些故障，只有及时有效的解决机械故障，才能确保生产出合格的产品，提高企业经济效益；因此，本文就金属切削设备的故障原因、诊断以及维修方法进行了粗略探讨。
关键词：金属切削；故障诊断；维修与养护
在我国机械行业不断发展与进步的背景下，各种高自动化金属切削设备在机械制造中得到了广泛应用；主要的金属切削设备是以车、刨等机床为主的常用金属切削机床，同时这些机床也是机械制造加工过程中最常用的机械加工设备，在机械制造工程中起着重要作用。现如今，机械制造企业的竞争力衡量标准中的重要指标就包含企业所拥有的金属切削设备的数量，但是在金属切削设备的使用过程中，金属切削设备会因为多种因素的影响而导致金属切削设备的故障与损坏，从而大幅度降低金属设备的利用率，因此，使用合适的方法对金属切削设备进行良好的养护与维修，有利于保障切削车床的正常运行，提高设备的使用效率，故本文对金属切削设备的常见故障进行分析，并且对故障维修方法提出参考意见。
1 常见金属切削设备故障原因及规律分析
1.1 常见故障原因分析
故障指的是机械设备失去工作能力或者偏离正常工作状态的现象，而引发机械设备故障的原因可以有很多，比如机械设备原本的零件设计不合理等。金属切削设备主要包含的是机床类设备，而常见的机床故障有主轴磨损、轴承间隙偏差、齿轮断裂等，这些故障会导致被加工工件尺寸产生偏差；因此，机械设备的管理人员要具备及时发现并排除这些普通故障的能力，避免机床生产进度遭到影响，造成企业的损失。当机械设备出现故障时，必须要先进行故障排除，在确保机械状态正常后才能继续工作，否则，机械设备带病工作，机械设备中的零件就会处于超负荷运行的工况，加剧零件的磨损程度，导致原本处于正常状态的零件也产生失效，最终导致更多故障的产生，既会增加机械维修的工作量与成本，还会延长机械设备的维修时间，对产品生产造成较大影响。由此可见，企业要重视机械设备的维修与养护工作，要了解与掌握普通机床等常见金属切削设备的故障排除方法与养护技术，确保机械设备具有稳定的工作状态。
1.2 机械故障规律分析
一般而言，设备出现故障的概率和时间有关系，并且大致分为三个阶段，分别为早期故障期、随机故障期以及损耗故障期。在金属切削设备使用的早期阶段，机械设备会因为零件设计不合理与制造工艺不完善、设备设计不合理、设备运输中出现碰撞以及安装工艺掌握不娴熟等原因而产生较多故障，而且此时是一台新设备刚开始运行阶段，设备各个零件之间还处于磨合阶段，因此，这段时间就叫做早期故障期。当设备的磨合阶段度过之后，就是随机故障期，此时设备故障概率会急剧下降并且处于一个相对降低的稳定状态，但是有可能随机出现一些故障问题。随着机械设备使用较长时间之后，机械零件会出现严重的磨损、老化等现象，此时设备的故障概率会再次上升，因为此时故障产生原因多数都是因为零件的损耗造成的，因此叫做损耗故障期，在这个阶段要加强机械设备的维护与保养，及时对即将失效零件进行更换，降低设备故障概率，确保生产持续进行。通常，企业机械设备的故障发生概率是反应企业设备可靠性以及维修水平与养护水平的重要参考指标。
2 金属切削设备机械磨损原因及规律分析
2.1 机械磨损原因分析
在金属切削设备中，两个相互接触的机械零件之间会出现摩擦，并且产生阻力，改变零件之间以及零件内部的应力状态，而当机械设备开始运行之时，这些相互接触的零件就会出现磨损，当磨损较轻时可能会影响机械生产精准度，当磨损严重时，零件之间的润滑条件、设计间隙、冲击应力等都会发生严重改变，导致机械出现故障，致使设备停止运转。
在机械设备的工作中，摩擦是无法避免的，因此，零件磨损也是无法避免的，故而要具备有效的零件维护与维修技术，注重零件的磨损检查与失效预判，及时更换磨损严重的零件，确保金属切削设备可以正常运行。
2.2 机械磨损规律分析
根据多年的机械运行实践经验可以发现，机械设备的零件磨损也具有一定的规律；在不同的工作条件下，机械磨损程度会不一样，但是无一例外都和时间具有密切关系，并且具有相似的规律。机械磨损第一个阶段是磨合阶段，此时是机械设备刚开始运行的时候，各个零件组装成机械设备，还需要通过磨合的方式确保各个零件之间能够密切工作，此时磨损量会随着时间而增加；当机械设备各个零件之间完成磨合之后，机械磨会进入第二阶段，即稳定磨合阶段，此时机械磨损量处于相对稳定阶段，机械因为磨损而出现故障的概率相对较低；随着机械的继续运转，各个零件都将进入老化阶段，此时会出现剧烈的磨损，是机械设备磨损的第三个阶段，即剧烈磨损阶段，这个阶段内机械磨损量会随着时间急剧增加，而且还会造成机械零件的变形、断裂、侵蚀等问题，影响设备加工性能，导致设备发生故障。
3 金属切削设备诊断方法与故障维修
3.1 故障诊断分析方法
当机械设备出现故障时，机械管理人员要能够及时分析故障原因，并且排除机械故障。一般而言，机械故障的分析都会从故障现象开始入手，判断故障种类以及故障原因。一般车床的故障可以分为自然故障与事故性故障，自然故障是因为机械内部或者外部的自然因素造成的，比如机械磨损导致的断裂与腐蚀，以及较高工作温度导致的机械零件变形等等；而事故性故障指的是因为设备维修或者养护不到位以及设备工作状态设置与调整不正确等导致的机械故障，当然，违规操作也会导致机械故障。机械故障还可以从加工产品的精度进行分析，当产品加工精度降低时，可以优先考虑机床主轴或者轴承等部位的磨损问题，然后考虑导轨或者机床设定等问题。在确定机械故障原因之后就可以对故障进行排除，此时要根据故障原因选择合适的维护方法，比如调整机械设备的工作设定、更换机械零件等。
3.2 金属切削设备故障维修
当金属加工机床出现工件质量下降的故障时，要优先对主轴的前轴承进行调整，消除轴承间隙不恰当带来的加工误差，然后检查螺栓的种类与安装是否符合相关要求，或者检查主轴齿轮是否有磨损问题，如果有就需要对各个传动齿轮之间啮合间隙进行调整，确保主轴在合适的位置。除夕之外，还要对轴承以及轴承外套等与主轴直接相关的机械零件进行检查，及时添加润滑油或者更换轴承，确保主轴能够正常工作，从而保障工件的加工精度。当加工工件出现锥度问题时，一般也是主轴问题，此时要对主轴的平行度进行检查，然后通过调整主轴方位或者齿轮啮合间隙，让主轴重新回到正确位置。要降低金属切削设备出现故障的概率，就还需要对机械设备进行日常维护，严格检查机床的电气部件、机械传动部件以及各种轴相关部件，确保及时发现并更换严重磨损零件或者失效零件，保证机械设备的安全稳定运行。
4 结语
综上所述，金属切削设备出现故障会严重影响工件的加工精度以及企业的生产进度，对企业经济效益造成不必要的损失，因此，机械设备管理人员要了解故障产生原因及一般规律，掌握机械故障排除方法与维护措施，确保技术切削设备能够稳定运行，提高企业生产质量与生产水平。
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作者简介:杨波 (1983.07-）男 河北 汉 本科 主任工程师 北京福田康明斯发动机有限公司 研究方向:设备机械维修