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數控沖床機械方面的維修與常規沖床有很多共通點，但因為數控沖床制造工藝采用大量電氣控制，機械構造方面大為簡化，所以機械故障的產生率減少。對于常見的機械故障維修，每一種沖床都有相關的手冊及機械維修說明書，在這里主要講解一下帶共性的部件故障。
1、進給傳動鏈方面故障。因為廣泛使用了滾動摩擦，所以進給傳動鏈故障絕大多數是以運動品質下降體現出來的。常見如定位精度不準，反向間隙過大，機械爬行，軸承噪聲增大（通常都在撞車后出現）。因此，這方面的維修通常與運動預緊力、松動環節和補償環節有關。
2、主軸部件故障。數控沖床通常使用的是調速電動機。主軸箱內部結構比較簡單。通常出現故障的部分有自動換刀部分的刀桿拉緊機構、自動換刀裝置、自動換檔機構及主軸運動精度的保持裝置等。
3、自動換刀裝置（ATC）方面故障。自動換刀裝置已在數控沖床上廣泛配置，通常有50%的機械故障與它有關。故障主要是刀庫運動故障、定位誤差太大、機械手夾持刀柄不穩定和機械手運動誤差過大等。這些故障最終都導致換刀動作卡住，使整機停止工作等。
4、沖床附件的可靠性問題。沖床附件包括切削液裝置、排屑裝置、導軌防護罩、冷卻液防護罩、主軸冷卻恒溫油箱和液壓油箱等。要經常檢查它們運行是否可靠。