機床導軌失效分析

1、機床導軌面失效分析機床導軌面失效分析 王帆 機自1401 11604011 機床導軌面失效分析 1、機床導軌面 2、機床導軌面失效實例 3、機床導軌面失效機理 4、機床導軌面失效解決辦法 5、總結 機床導軌面機床導軌面 什么是機床導軌面？ 機床導軌面有什么作用？ 機床導軌面破壞后有什么危害？ 什么是機床導軌面？ 1、機床的支撐導軌是在機床上用來、機床的支撐導軌是在機床上用來支承和引導支承和引導部部 件沿著一定的軌跡運動或起夾緊定位作用的軌道。件沿著一定的軌跡運動或起夾緊定位作用的軌道。 機床導軌簡圖 機床導軌機床導軌 機床導軌面有什么作用？ 1、導軌分別與工作臺或拖板接觸的各、導軌分別與工作臺

2、或拖板接觸的各 個表面中，直接起個表面中，直接起導向作用導向作用的表面稱的表面稱 為為“基準導軌面基準導軌面” 2、與壓板或鑲條接觸，只起、與壓板或鑲條接觸，只起承受切削承受切削 力作用力作用的表面稱為的表面稱為“輔助導軌面輔助導軌面” 機床導軌面破壞后有什么危害？ 1、機床導軌一旦損壞，機床的拆裝校還需花、機床導軌一旦損壞，機床的拆裝校還需花費大量人力與費大量人力與 時間時間，就會影響生產(chǎn)，對機床維修工增加了，就會影響生產(chǎn)，對機床維修工增加了工作難度和負工作難度和負 擔擔。 2、機床導軌的摩擦副表面一旦產(chǎn)生磨損，使導軌副間隙變、機床導軌的摩擦副表面一旦產(chǎn)生磨損，使導軌副間隙變 大，機床系統(tǒng)剛

3、性降低，導致機床的加大，機床系統(tǒng)剛性降低，導致機床的加工精度和生產(chǎn)效率工精度和生產(chǎn)效率 降低降低。 導軌的磨損導致導軌軸的直線精度、軸與軸之間的相導軌的磨損導致導軌軸的直線精度、軸與軸之間的相 互垂直度誤差遠遠超過規(guī)定。機床的幾何精度超差，橫梁、互垂直度誤差遠遠超過規(guī)定。機床的幾何精度超差，橫梁、 刀架、工作臺與床身的傳動精度喪失。刀架、工作臺與床身的傳動精度喪失。 機床導軌面失效實例機床導軌面失效實例 機床失效有哪些實例？ 造成了多大損失？ 機床失效有哪些實例？ 1、包鋼、包鋼( 集團集團) 公司機械設備制造有限公司公司機械設備制造有限公司 B2153 重型龍門重型龍門 刨床刨床1用于刨削最

4、大尺寸為用于刨削最大尺寸為1500mmm 1230mm 12000mm 的機床導軌面。該刨床的床身由的機床導軌面。該刨床的床身由 3 節(jié)拼裝，全長節(jié)拼裝，全長 25m。 此機床的工作臺此機床的工作臺V 型導軌、平面導軌大面積研傷型導軌、平面導軌大面積研傷; 床身平面導床身平面導 軌、軌、V 型導軌局部研傷，最深可達型導軌局部研傷，最深可達 2mmm。 造成機床的幾何精度超差，橫梁、刀架、工作臺與床身的傳造成機床的幾何精度超差，橫梁、刀架、工作臺與床身的傳 動精度喪失。動精度喪失。 2、河南英威東風機械制造有限公司、河南英威東風機械制造有限公司 CE7120 型半自型半自 動仿形車床動仿形車床2

5、床鞍導軌的主要切削負荷部位累床鞍導軌的主要切削負荷部位累 積磨損，導軌積磨損，導軌局部凹陷局部凹陷，刀架床鞍運行到導軌凹陷，刀架床鞍運行到導軌凹陷 處擺動量大，處擺動量大，常造成常造成“振刀振刀”和和“扎刀扎刀”現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 機床失效有哪些實例 3、1990 年年 12 月，某制管廠月，某制管廠 W037 型鋼管倒棱機床的長型鋼管倒棱機床的長 25m、 4 節(jié)的床身上長節(jié)的床身上長 24m、寬、寬 350mm 的主導軌中部的主導軌中部 5m 長范圍內(nèi)長范圍內(nèi) 磨損拉傷成磨損拉傷成密排溝槽密排溝槽深度超過深度超過 1mm，長，長 1m 以上的溝槽就有以上的溝槽就有 3 條，深條，深 0. 3 1

6、mm 的短槽的短槽 8 條，深度大于條，深度大于0. 8mm 的深坑的深坑 短槽短槽 9 處，深度在處，深度在 0. 2mm 以內(nèi)的溝槽難以計數(shù)，被安排以內(nèi)的溝槽難以計數(shù)，被安排 4 臺重型汽車接送兩趟送到武漢臺重型汽車接送兩趟送到武漢花費花費 2 個多月、個多月、6 萬余元修理萬余元修理 費費( 1990 年價年價) 。 4、吉林省琿春市森林山木業(yè)有限公司一臺上海豪德生產(chǎn)的、吉林省琿春市森林山木業(yè)有限公司一臺上海豪德生產(chǎn)的 雙端銑床，用于三層復合地板長度方向的槽榫加工。該機雙端銑床，用于三層復合地板長度方向的槽榫加工。該機 床使用三年后由于床使用三年后由于導軌側(cè)面磨損導軌側(cè)面磨損尤其是切削刀

7、軸的位置磨尤其是切削刀軸的位置磨 損更為嚴重，造成其加工的地板成品順向拼接間隙超過損更為嚴重，造成其加工的地板成品順向拼接間隙超過 0. 2mm 造成了多大損失和危害？ 1、經(jīng)濟損失 2、精度損失 3、人員安全 機床導軌面失效機理機床導軌面失效機理 為什么機床導軌面會失效？主要原因是什么？次要原因是什么？ 磨料磨損機理 由于由于硬的顆粒或表面硬的凸起物硬的顆?；虮砻嬗驳耐蛊鹞镆鸩牧掀茐?，從引起材料破壞，從 而表面分離出磨屑的現(xiàn)象，稱為而表面分離出磨屑的現(xiàn)象，稱為磨料磨損機理磨料磨損機理 某學院數(shù)控系 CA6140 車床長期使用后，出現(xiàn)了 導軌前端局部磨損，而中段和尾部導軌狀況較好。 原因是:

8、 其加工的工件是用于學生訓練的短件， 前端導軌使用頻率最高。 磨料磨損機理 粘著磨損機理 粘著磨損是摩擦副表面相對滑動時由于粘著效應，形成粘著磨損是摩擦副表面相對滑動時由于粘著效應，形成 的的粘著結點發(fā)生剪切斷裂粘著結點發(fā)生剪切斷裂，被剪切的材料或脫落成磨屑所，被剪切的材料或脫落成磨屑所 或由一個表面轉(zhuǎn)移到另一表面的過積。或由一個表面轉(zhuǎn)移到另一表面的過積。 粘著粘著-破壞破壞-再粘著再粘著-再破再破 壞壞 粘著磨損機理 中國第一重型機械集團公司維修分公司的中國第一重型機械集團公司維修分公司的 1670車床車床13是前蘇聯(lián)是前蘇聯(lián) 20 世紀世紀 50 年代生年代生 產(chǎn)的機床，刀架下滑板原設計為

9、鑲裝夾布膠產(chǎn)的機床，刀架下滑板原設計為鑲裝夾布膠 木板。該機床承擔著軋輥的加工，多年的超木板。該機床承擔著軋輥的加工，多年的超 負荷運轉(zhuǎn)，造成刀架下滑板鑲裝的夾布膠木負荷運轉(zhuǎn)，造成刀架下滑板鑲裝的夾布膠木 板嚴重磨損，使下板嚴重磨損，使下滑板快速和進給運行阻力滑板快速和進給運行阻力 大，低速爬行嚴重大，低速爬行嚴重。 粘著磨損機理 腐蝕磨損機理 摩擦在摩擦在腐蝕性氣體或在液體環(huán)境腐蝕性氣體或在液體環(huán)境中進行時，表面中進行時，表面 與周圍介質(zhì)發(fā)生與周圍介質(zhì)發(fā)生化學、電化學反應化學、電化學反應，在這個過程，在這個過程 中既有腐蝕還有磨損，并以腐蝕為主的現(xiàn)象為腐中既有腐蝕還有磨損，并以腐蝕為主的現(xiàn)象

10、為腐 蝕磨損。蝕磨損。 產(chǎn)生腐蝕磨損的機理: 金屬件表面在腐蝕性氣體或在液體環(huán)境中發(fā)生金屬件表面在腐蝕性氣體或在液體環(huán)境中發(fā)生 化學、電化學反應，形成較易被磨損的腐蝕產(chǎn)化學、電化學反應，形成較易被磨損的腐蝕產(chǎn) 物，在摩擦過程中不斷被物，在摩擦過程中不斷被消除，新的金屬表面消除，新的金屬表面 接著進入新一輪的化學反應接著進入新一輪的化學反應，腐蝕和磨損交替，腐蝕和磨損交替 出現(xiàn)，使材料損失。出現(xiàn)，使材料損失。 腐蝕磨損機理 表面疲勞磨損機理 摩擦表面材料微觀體積由于受到摩擦表面材料微觀體積由于受到循環(huán)接觸應力循環(huán)接觸應力的的 作用，表面產(chǎn)生重復變形、導致產(chǎn)生作用，表面產(chǎn)生重復變形、導致產(chǎn)生裂紋、

11、分離裂紋、分離 出微片或顆粒出微片或顆粒的現(xiàn)象，叫做表面疲勞磨損。的現(xiàn)象，叫做表面疲勞磨損。 產(chǎn)生表面疲勞磨損的磨損機理: 在外力的作用下，表面有缺陷的地方就會產(chǎn)生應 力集中，將引發(fā)裂紋，而且會逐漸擴展，以致裂 紋上的材料斷裂剝落下來。據(jù)分析，材料所受的 最大正應力發(fā)生在表面，最大切應力處的材料強最大正應力發(fā)生在表面，最大切應力處的材料強 度不足，就可能在該處首先發(fā)生塑性變形，經(jīng)一度不足，就可能在該處首先發(fā)生塑性變形，經(jīng)一 定應力循環(huán)后，即產(chǎn)生疲勞裂紋定應力循環(huán)后，即產(chǎn)生疲勞裂紋，然后沿最大切 應力的方向擴展到表面，最后使表面材料脫落。 為什么機床導軌面會失效？ 內(nèi)因 1、車床導軌副的失效與導

12、軌的材質(zhì)和導軌結、車床導軌副的失效與導軌的材質(zhì)和導軌結 構等有關。構等有關。 A：足夠的剛度和耐磨性剛度和耐磨性。 B:由于鑄鐵導軌具有良好的減振耐磨性、穩(wěn)定性、成本較低， 是大部分機床導軌的首選材料。但鑄鐵材料存在硬度低、組 織疏松、毛坯缺陷多等弱點，在承載較重的情況下，更容易 磨損、拉傷。 C:淬火鋼導軌的耐磨性比普通鑄鐵導軌的高一些，可以提高機 床導軌的使用壽命。 為什么機床導軌面會失效？ 2、與機床導軌的幾何形狀 A:車床床身的棱形導軌比平導軌的磨損量要大，溜板的導 軌前端比后端磨損嚴重。 B:陜西新黃工機械有限責任公司車床8床身的棱形導軌 比平導軌的磨損量要大，溜板的導軌前端比后端磨

13、損嚴重， 使溜板傾斜下沉，造成縱走刀小齒輪與齒條之不能正確嚙 合，影響加工零件表面粗糙度。 C:數(shù)控機床中廣泛應用的精密滾動直線導軌副所采用的滾 動體有滾柱式和滾珠式兩種主要類型。一般情況下，滾 柱式的滾動直線導軌副由于是線接觸，承載能力高于滾 珠式，而且安裝到位，機床能獲得較好的剛性。 機床導軌面失效解決辦法機床導軌面失效解決辦法 能否避免機床導軌面失效？ 或者說能否減小或者說減緩失效？ 機床失效后能否修復？ 能否避免機床導軌面失效？ 或者說能否減小或者說減緩失效？ 1、對于修復劃痕溝槽較深、損傷較為嚴重的機床導軌，利用、對于修復劃痕溝槽較深、損傷較為嚴重的機床導軌，利用膠粘與刷膠粘與刷 鍍

14、復合修復鍍復合修復，節(jié)約成本和時間，保證粗糙度和潤滑效果，強化和保護，節(jié)約成本和時間，保證粗糙度和潤滑效果，強化和保護 導軌表面，提高機床導軌運行可靠性。導軌表面，提高機床導軌運行可靠性。 2、對于輕微刮痕的導軌，用、對于輕微刮痕的導軌，用冷焊一電刷鍍復合修復冷焊一電刷鍍復合修復技術。不僅保證了技術。不僅保證了 與基體的結合強度，還能保證修復后導軌的耐磨性與抗壓性。與基體的結合強度，還能保證修復后導軌的耐磨性與抗壓性。 3、選擇、選擇合適的導軌合適的導軌?；瑒訉к?、靜壓導軌與滾動導軌?；瑒訉к?、靜壓導軌與滾動導軌 4、釬焊修復法釬焊修復法。對于機床導軌面產(chǎn)生劃傷和研傷的情況，可采用錫鉍。對于機床導軌面產(chǎn)生劃傷和研傷的情況，可采用錫鉍 合金進行釬焊修復合金進行釬焊修復 5、氧乙炔火焰熱噴涂修復法氧乙炔火焰熱噴涂修復法。在導軌上用氧乙炔火焰噴涂一層工程塑。在導軌上用氧乙炔火焰噴涂一層工程塑 料修復其磨損的尺寸，既不產(chǎn)生變形又可提高導軌的耐磨性和減摩性，料修復其磨損的尺寸，既不產(chǎn)生變形又可提高導軌的耐磨性和減摩性， 延長使用壽命。延長使用壽命。 6、刮研修復法未經(jīng)淬硬處理的機床導軌，如果磨損、拉毛、咬傷程度、刮研修復法未經(jīng)淬硬處理的機床導軌，如果磨損、拉毛、咬傷程度 不嚴重，可采用不嚴重，可采用刮研修復法刮研修復法進行修理。進行修理。 7、定期補充更換合適的潤滑油定期補充更換合適的潤