機(jī)床導(dǎo)軌失效分析

1、機(jī)床導(dǎo)軌面失效分析機(jī)床導(dǎo)軌面失效分析 王帆 機(jī)自1401 11604011 機(jī)床導(dǎo)軌面失效分析 1、機(jī)床導(dǎo)軌面 2、機(jī)床導(dǎo)軌面失效實(shí)例 3、機(jī)床導(dǎo)軌面失效機(jī)理 4、機(jī)床導(dǎo)軌面失效解決辦法 5、總結(jié) 機(jī)床導(dǎo)軌面機(jī)床導(dǎo)軌面 什么是機(jī)床導(dǎo)軌面？ 機(jī)床導(dǎo)軌面有什么作用？ 機(jī)床導(dǎo)軌面破壞后有什么危害？ 什么是機(jī)床導(dǎo)軌面？ 1、機(jī)床的支撐導(dǎo)軌是在機(jī)床上用來(lái)、機(jī)床的支撐導(dǎo)軌是在機(jī)床上用來(lái)支承和引導(dǎo)支承和引導(dǎo)部部 件沿著一定的軌跡運(yùn)動(dòng)或起夾緊定位作用的軌道。件沿著一定的軌跡運(yùn)動(dòng)或起夾緊定位作用的軌道。 機(jī)床導(dǎo)軌簡(jiǎn)圖 機(jī)床導(dǎo)軌機(jī)床導(dǎo)軌 機(jī)床導(dǎo)軌面有什么作用？ 1、導(dǎo)軌分別與工作臺(tái)或拖板接觸的各、導(dǎo)軌分別與工作臺(tái)

2、或拖板接觸的各 個(gè)表面中，直接起個(gè)表面中，直接起導(dǎo)向作用導(dǎo)向作用的表面稱(chēng)的表面稱(chēng) 為為“基準(zhǔn)導(dǎo)軌面基準(zhǔn)導(dǎo)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(chēng)為的表面稱(chēng)為“輔助導(dǎo)軌面輔助導(dǎo)軌面” 機(jī)床導(dǎo)軌面破壞后有什么危害？ 1、機(jī)床導(dǎo)軌一旦損壞，機(jī)床的拆裝校還需花、機(jī)床導(dǎo)軌一旦損壞，機(jī)床的拆裝校還需花費(fèi)大量人力與費(fèi)大量人力與 時(shí)間時(shí)間，就會(huì)影響生產(chǎn)，對(duì)機(jī)床維修工增加了，就會(huì)影響生產(chǎn)，對(duì)機(jī)床維修工增加了工作難度和負(fù)工作難度和負(fù) 擔(dān)擔(dān)。 2、機(jī)床導(dǎo)軌的摩擦副表面一旦產(chǎn)生磨損，使導(dǎo)軌副間隙變、機(jī)床導(dǎo)軌的摩擦副表面一旦產(chǎn)生磨損，使導(dǎo)軌副間隙變 大，機(jī)床系統(tǒng)剛

3、性降低，導(dǎo)致機(jī)床的加大，機(jī)床系統(tǒng)剛性降低，導(dǎo)致機(jī)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(dǎo)軌的磨損導(dǎo)致導(dǎo)軌軸的直線(xiàn)精度、軸與軸之間的相導(dǎo)軌的磨損導(dǎo)致導(dǎo)軌軸的直線(xiàn)精度、軸與軸之間的相 互垂直度誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)規(guī)定。機(jī)床的幾何精度超差，橫梁、互垂直度誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)規(guī)定。機(jī)床的幾何精度超差，橫梁、 刀架、工作臺(tái)與床身的傳動(dòng)精度喪失。刀架、工作臺(tái)與床身的傳動(dòng)精度喪失。 機(jī)床導(dǎo)軌面失效實(shí)例機(jī)床導(dǎo)軌面失效實(shí)例 機(jī)床失效有哪些實(shí)例？ 造成了多大損失？ 機(jī)床失效有哪些實(shí)例？ 1、包鋼、包鋼( 集團(tuán)集團(tuán)) 公司機(jī)械設(shè)備制造有限公司公司機(jī)械設(shè)備制造有限公司 B2153 重型龍門(mén)重型龍門(mén) 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(jī)床導(dǎo)軌面。該刨床的床身由的機(jī)床導(dǎo)軌面。該刨床的床身由 3 節(jié)拼裝，全長(zhǎng)節(jié)拼裝，全長(zhǎng) 25m。 此機(jī)床的工作臺(tái)此機(jī)床的工作臺(tái)V 型導(dǎo)軌、平面導(dǎo)軌大面積研傷型導(dǎo)軌、平面導(dǎo)軌大面積研傷; 床身平面導(dǎo)床身平面導(dǎo) 軌、軌、V 型導(dǎo)軌局部研傷，最深可達(dá)型導(dǎo)軌局部研傷，最深可達(dá) 2mmm。 造成機(jī)床的幾何精度超差，橫梁、刀架、工作臺(tái)與床身的傳造成機(jī)床的幾何精度超差，橫梁、刀架、工作臺(tái)與床身的傳 動(dòng)精度喪失。動(dòng)精度喪失。 2、河南英威東風(fēng)機(jī)械制造有限公司、河南英威東風(fēng)機(jī)械制造有限公司 CE7120 型半自型半自 動(dòng)仿形車(chē)床動(dòng)仿形車(chē)床2

5、床鞍導(dǎo)軌的主要切削負(fù)荷部位累床鞍導(dǎo)軌的主要切削負(fù)荷部位累 積磨損，導(dǎo)軌積磨損，導(dǎo)軌局部凹陷局部凹陷，刀架床鞍運(yùn)行到導(dǎo)軌凹陷，刀架床鞍運(yùn)行到導(dǎo)軌凹陷 處擺動(dòng)量大，處擺動(dòng)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(jī)床失效有哪些實(shí)例 3、1990 年年 12 月，某制管廠月，某制管廠 W037 型鋼管倒棱機(jī)床的長(zhǎng)型鋼管倒棱機(jī)床的長(zhǎng) 25m、 4 節(jié)的床身上長(zhǎng)節(jié)的床身上長(zhǎng) 24m、寬、寬 350mm 的主導(dǎo)軌中部的主導(dǎo)軌中部 5m 長(zhǎng)范圍內(nèi)長(zhǎng)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(guò)深度超過(guò) 1mm，長(zhǎng)，長(zhǎng) 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?xún)?nèi)的溝槽難以計(jì)數(shù)，被安排以?xún)?nèi)的溝槽難以計(jì)數(shù)，被安排 4 臺(tái)重型汽車(chē)接送兩趟送到武漢臺(tái)重型汽車(chē)接送兩趟送到武漢花費(fèi)花費(fèi) 2 個(gè)多月、個(gè)多月、6 萬(wàn)余元修理萬(wàn)余元修理 費(fèi)費(fèi)( 1990 年價(jià)年價(jià)) 。 4、吉林省琿春市森林山木業(yè)有限公司一臺(tái)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(tái)上海豪德生產(chǎn)的 雙端銑床，用于三層復(fù)合地板長(zhǎng)度方向的槽榫加工。該機(jī)雙端銑床，用于三層復(fù)合地板長(zhǎng)度方向的槽榫加工。該機(jī) 床使用三年后由于床使用三年后由于導(dǎo)軌側(cè)面磨損導(dǎo)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(yán)重，造成其加工的地板成品順向拼接間隙超過(guò)損更為嚴(yán)重，造成其加工的地板成品順向拼接間隙超過(guò) 0. 2mm 造成了多大損失和危害？ 1、經(jīng)濟(jì)損失 2、精度損失 3、人員安全 機(jī)床導(dǎo)軌面失效機(jī)理機(jī)床導(dǎo)軌面失效機(jī)理 為什么機(jī)床導(dǎo)軌面會(huì)失效？主要原因是什么？次要原因是什么？ 磨料磨損機(jī)理 由于由于硬的顆?；虮砻嬗驳耐蛊鹞镉驳念w?；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(chēng)為而表面分離出磨屑的現(xiàn)象，稱(chēng)為磨料磨損機(jī)理磨料磨損機(jī)理 某學(xué)院數(shù)控系 CA6140 車(chē)床長(zhǎng)期使用后，出現(xiàn)了 導(dǎo)軌前端局部磨損，而中段和尾部導(dǎo)軌狀況較好。 原因是:

8、 其加工的工件是用于學(xué)生訓(xùn)練的短件， 前端導(dǎo)軌使用頻率最高。 磨料磨損機(jī)理 粘著磨損機(jī)理 粘著磨損是摩擦副表面相對(duì)滑動(dòng)時(shí)由于粘著效應(yīng)，形成粘著磨損是摩擦副表面相對(duì)滑動(dòng)時(shí)由于粘著效應(yīng)，形成 的的粘著結(jié)點(diǎn)發(fā)生剪切斷裂粘著結(jié)點(diǎn)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(gè)表面轉(zhuǎn)移到另一表面的過(guò)積?；蛴梢粋€(gè)表面轉(zhuǎn)移到另一表面的過(guò)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(jī)理 中國(guó)第一重型機(jī)械集團(tuán)公司維修分公司的中國(guó)第一重型機(jī)械集團(tuán)公司維修分公司的 1670車(chē)床車(chē)床13是前蘇聯(lián)是前蘇聯(lián) 20 世紀(jì)世紀(jì) 50 年代生年代生 產(chǎn)的機(jī)床，刀架下滑板原設(shè)計(jì)為

9、鑲裝夾布膠產(chǎn)的機(jī)床，刀架下滑板原設(shè)計(jì)為鑲裝夾布膠 木板。該機(jī)床承擔(dān)著軋輥的加工，多年的超木板。該機(jī)床承擔(dān)著軋輥的加工，多年的超 負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，造成刀架下滑板鑲裝的夾布膠木負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，造成刀架下滑板鑲裝的夾布膠木 板嚴(yán)重磨損，使下板嚴(yán)重磨損，使下滑板快速和進(jìn)給運(yùn)行阻力滑板快速和進(jìn)給運(yùn)行阻力 大，低速爬行嚴(yán)重大，低速爬行嚴(yán)重。 粘著磨損機(jī)理 腐蝕磨損機(jī)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(jìn)行時(shí)，表面中進(jìn)行時(shí)，表面 與周?chē)橘|(zhì)發(fā)生與周?chē)橘|(zhì)發(fā)生化學(xué)、電化學(xué)反應(yīng)化學(xué)、電化學(xué)反應(yīng)，在這個(gè)過(guò)程，在這個(gè)過(guò)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(jī)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(xué)、電化學(xué)反應(yīng)，形成較易被磨損的腐蝕產(chǎn)化學(xué)、電化學(xué)反應(yīng)，形成較易被磨損的腐蝕產(chǎn) 物，在摩擦過(guò)程中不斷被物，在摩擦過(guò)程中不斷被消除，新的金屬表面消除，新的金屬表面 接著進(jìn)入新一輪的化學(xué)反應(yīng)接著進(jìn)入新一輪的化學(xué)反應(yīng)，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(jī)理 表面疲勞磨損機(jī)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(yīng)力循環(huán)接觸應(yīng)力的的 作用，表面產(chǎn)生重復(fù)變形、導(dǎo)致產(chǎn)生作用，表面產(chǎn)生重復(fù)變形、導(dǎo)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(jī)理: 在外力的作用下，表面有缺陷的地方就會(huì)產(chǎn)生應(yīng) 力集中，將引發(fā)裂紋，而且會(huì)逐漸擴(kuò)展，以致裂 紋上的材料斷裂剝落下來(lái)。據(jù)分析，材料所受的 最大正應(yīng)力發(fā)生在表面，最大切應(yīng)力處的材料強(qiáng)最大正應(yīng)力發(fā)生在表面，最大切應(yīng)力處的材料強(qiáng) 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(yīng)力循環(huán)后，即產(chǎn)生疲勞裂紋定應(yīng)力循環(huán)后，即產(chǎn)生疲勞裂紋，然后沿最大切 應(yīng)力的方向擴(kuò)展到表面，最后使表面材料脫落。 為什么機(jī)床導(dǎo)軌面會(huì)失效？ 內(nèi)因 1、車(chē)床導(dǎo)軌副的失效與導(dǎo)

12、軌的材質(zhì)和導(dǎo)軌結(jié)、車(chē)床導(dǎo)軌副的失效與導(dǎo)軌的材質(zhì)和導(dǎo)軌結(jié) 構(gòu)等有關(guān)。構(gòu)等有關(guān)。 A：足夠的剛度和耐磨性剛度和耐磨性。 B:由于鑄鐵導(dǎo)軌具有良好的減振耐磨性、穩(wěn)定性、成本較低， 是大部分機(jī)床導(dǎo)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(diǎn)，在承載較重的情況下，更容易 磨損、拉傷。 C:淬火鋼導(dǎo)軌的耐磨性比普通鑄鐵導(dǎo)軌的高一些，可以提高機(jī) 床導(dǎo)軌的使用壽命。 為什么機(jī)床導(dǎo)軌面會(huì)失效？ 2、與機(jī)床導(dǎo)軌的幾何形狀 A:車(chē)床床身的棱形導(dǎo)軌比平導(dǎo)軌的磨損量要大，溜板的導(dǎo) 軌前端比后端磨損嚴(yán)重。 B:陜西新黃工機(jī)械有限責(zé)任公司車(chē)床8床身的棱形導(dǎo)軌 比平導(dǎo)軌的磨損量要大，溜板的導(dǎo)軌前端比后端磨

13、損嚴(yán)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(jī)床中廣泛應(yīng)用的精密滾動(dòng)直線(xiàn)導(dǎo)軌副所采用的滾 動(dòng)體有滾柱式和滾珠式兩種主要類(lèi)型。一般情況下，滾 柱式的滾動(dòng)直線(xiàn)導(dǎo)軌副由于是線(xiàn)接觸，承載能力高于滾 珠式，而且安裝到位，機(jī)床能獲得較好的剛性。 機(jī)床導(dǎo)軌面失效解決辦法機(jī)床導(dǎo)軌面失效解決辦法 能否避免機(jī)床導(dǎo)軌面失效？ 或者說(shuō)能否減小或者說(shuō)減緩失效？ 機(jī)床失效后能否修復(fù)？ 能否避免機(jī)床導(dǎo)軌面失效？ 或者說(shuō)能否減小或者說(shuō)減緩失效？ 1、對(duì)于修復(fù)劃痕溝槽較深、損傷較為嚴(yán)重的機(jī)床導(dǎo)軌，利用、對(duì)于修復(fù)劃痕溝槽較深、損傷較為嚴(yán)重的機(jī)床導(dǎo)軌，利用膠粘與刷膠粘與刷 鍍

14、復(fù)合修復(fù)鍍復(fù)合修復(fù)，節(jié)約成本和時(shí)間，保證粗糙度和潤(rùn)滑效果，強(qiáng)化和保護(hù)，節(jié)約成本和時(shí)間，保證粗糙度和潤(rùn)滑效果，強(qiáng)化和保護(hù) 導(dǎo)軌表面，提高機(jī)床導(dǎo)軌運(yùn)行可靠性。導(dǎo)軌表面，提高機(jī)床導(dǎo)軌運(yùn)行可靠性。 2、對(duì)于輕微刮痕的導(dǎo)軌，用、對(duì)于輕微刮痕的導(dǎo)軌，用冷焊一電刷鍍復(fù)合修復(fù)冷焊一電刷鍍復(fù)合修復(fù)技術(shù)。不僅保證了技術(shù)。不僅保證了 與基體的結(jié)合強(qiáng)度，還能保證修復(fù)后導(dǎo)軌的耐磨性與抗壓性。與基體的結(jié)合強(qiáng)度，還能保證修復(fù)后導(dǎo)軌的耐磨性與抗壓性。 3、選擇、選擇合適的導(dǎo)軌合適的導(dǎo)軌?；瑒?dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌與滾動(dòng)導(dǎo)軌?；瑒?dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌與滾動(dòng)導(dǎo)軌 4、釬焊修復(fù)法釬焊修復(fù)法。對(duì)于機(jī)床導(dǎo)軌面產(chǎn)生劃傷和研傷的情況，可采用錫鉍。對(duì)于機(jī)床導(dǎo)軌面產(chǎn)生劃傷和研傷的情況，可采用錫鉍 合金進(jìn)行釬焊修復(fù)合金進(jìn)行釬焊修復(fù) 5、氧乙炔火焰熱噴涂修復(fù)法氧乙炔火焰熱噴涂修復(fù)法。在導(dǎo)軌上用氧乙炔火焰噴涂一層工程塑。在導(dǎo)軌上用氧乙炔火焰噴涂一層工程塑 料修復(fù)其磨損的尺寸，既不產(chǎn)生變形又可提高導(dǎo)軌的耐磨性和減摩性，料修復(fù)其磨損的尺寸，既不產(chǎn)生變形又可提高導(dǎo)軌的耐磨性和減摩性， 延長(zhǎng)使用壽命。延長(zhǎng)使用壽命。 6、刮研修復(fù)法未經(jīng)淬硬處理的機(jī)床導(dǎo)軌，如果磨損、拉毛、咬傷程度、刮研修復(fù)法未經(jīng)淬硬處理的機(jī)床導(dǎo)軌，如果磨損、拉毛、咬傷程度 不嚴(yán)重，可采用不嚴(yán)重，可采用刮研修復(fù)法刮研修復(fù)法進(jìn)行修理。進(jìn)行修理。 7、定期補(bǔ)充更換合適的潤(rùn)滑油定期補(bǔ)充更換合適的潤(rùn)