机床导轨失效分析

1、机床导轨面失效分析机床导轨面失效分析 王帆 机自1401 11604011 机床导轨面失效分析 1、机床导轨面 2、机床导轨面失效实例 3、机床导轨面失效机理 4、机床导轨面失效解决办法 5、总结 机床导轨面机床导轨面 什么是机床导轨面？ 机床导轨面有什么作用？ 机床导轨面破坏后有什么危害？ 什么是机床导轨面？ 1、机床的支撑导轨是在机床上用来、机床的支撑导轨是在机床上用来支承和引导支承和引导部部 件沿着一定的轨迹运动或起夹紧定位作用的轨道。件沿着一定的轨迹运动或起夹紧定位作用的轨道。 机床导轨简图 机床导轨机床导轨 机床导轨面有什么作用？ 1、导轨分别与工作台或拖板接触的各、导轨分别与工作台

2、或拖板接触的各 个表面中，直接起个表面中，直接起导向作用导向作用的表面称的表面称 为为“基准导轨面基准导轨面” 2、与压板或镶条接触，只起、与压板或镶条接触，只起承受切削承受切削 力作用力作用的表面称为的表面称为“辅助导轨面辅助导轨面” 机床导轨面破坏后有什么危害？ 1、机床导轨一旦损坏，机床的拆装校还需花、机床导轨一旦损坏，机床的拆装校还需花费大量人力与费大量人力与 时间时间，就会影响生产，对机床维修工增加了，就会影响生产，对机床维修工增加了工作难度和负工作难度和负 担担。 2、机床导轨的摩擦副表面一旦产生磨损，使导轨副间隙变、机床导轨的摩擦副表面一旦产生磨损，使导轨副间隙变 大，机床系统刚

3、性降低，导致机床的加大，机床系统刚性降低，导致机床的加工精度和生产效率工精度和生产效率 降低降低。 导轨的磨损导致导轨轴的直线精度、轴与轴之间的相导轨的磨损导致导轨轴的直线精度、轴与轴之间的相 互垂直度误差远远超过规定。机床的几何精度超差，横梁、互垂直度误差远远超过规定。机床的几何精度超差，横梁、 刀架、工作台与床身的传动精度丧失。刀架、工作台与床身的传动精度丧失。 机床导轨面失效实例机床导轨面失效实例 机床失效有哪些实例？ 造成了多大损失？ 机床失效有哪些实例？ 1、包钢、包钢( 集团集团) 公司机械设备制造有限公司公司机械设备制造有限公司 B2153 重型龙门重型龙门 刨床刨床1用于刨削最

4、大尺寸为用于刨削最大尺寸为1500mmm 1230mm 12000mm 的机床导轨面。该刨床的床身由的机床导轨面。该刨床的床身由 3 节拼装，全长节拼装，全长 25m。 此机床的工作台此机床的工作台V 型导轨、平面导轨大面积研伤型导轨、平面导轨大面积研伤; 床身平面导床身平面导 轨、轨、V 型导轨局部研伤，最深可达型导轨局部研伤，最深可达 2mmm。 造成机床的几何精度超差，横梁、刀架、工作台与床身的传造成机床的几何精度超差，横梁、刀架、工作台与床身的传 动精度丧失。动精度丧失。 2、河南英威东风机械制造有限公司、河南英威东风机械制造有限公司 CE7120 型半自型半自 动仿形车床动仿形车床2

5、床鞍导轨的主要切削负荷部位累床鞍导轨的主要切削负荷部位累 积磨损，导轨积磨损，导轨局部凹陷局部凹陷，刀架床鞍运行到导轨凹陷，刀架床鞍运行到导轨凹陷 处摆动量大，处摆动量大，常造成常造成“振刀振刀”和和“扎刀扎刀”现象。现象。 机床失效有哪些实例 3、1990 年年 12 月，某制管厂月，某制管厂 W037 型钢管倒棱机床的长型钢管倒棱机床的长 25m、 4 节的床身上长节的床身上长 24m、宽、宽 350mm 的主导轨中部的主导轨中部 5m 长范围内长范围内 磨损拉伤成磨损拉伤成密排沟槽密排沟槽深度超过深度超过 1mm，长，长 1m 以上的沟槽就有以上的沟槽就有 3 条，深条，深 0. 3 1

6、mm 的短槽的短槽 8 条，深度大于条，深度大于0. 8mm 的深坑的深坑 短槽短槽 9 处，深度在处，深度在 0. 2mm 以内的沟槽难以计数，被安排以内的沟槽难以计数，被安排 4 台重型汽车接送两趟送到武汉台重型汽车接送两趟送到武汉花费花费 2 个多月、个多月、6 万余元修理万余元修理 费费( 1990 年价年价) 。 4、吉林省珲春市森林山木业有限公司一台上海豪德生产的、吉林省珲春市森林山木业有限公司一台上海豪德生产的 双端铣床，用于三层复合地板长度方向的槽榫加工。该机双端铣床，用于三层复合地板长度方向的槽榫加工。该机 床使用三年后由于床使用三年后由于导轨侧面磨损导轨侧面磨损尤其是切削刀

7、轴的位置磨尤其是切削刀轴的位置磨 损更为严重，造成其加工的地板成品顺向拼接间隙超过损更为严重，造成其加工的地板成品顺向拼接间隙超过 0. 2mm 造成了多大损失和危害？ 1、经济损失 2、精度损失 3、人员安全 机床导轨面失效机理机床导轨面失效机理 为什么机床导轨面会失效？主要原因是什么？次要原因是什么？ 磨料磨损机理 由于由于硬的颗粒或表面硬的凸起物硬的颗粒或表面硬的凸起物引起材料破坏，从引起材料破坏，从 而表面分离出磨屑的现象，称为而表面分离出磨屑的现象，称为磨料磨损机理磨料磨损机理 某学院数控系 CA6140 车床长期使用后，出现了 导轨前端局部磨损，而中段和尾部导轨状况较好。 原因是:

8、 其加工的工件是用于学生训练的短件， 前端导轨使用频率最高。 磨料磨损机理 粘着磨损机理 粘着磨损是摩擦副表面相对滑动时由于粘着效应，形成粘着磨损是摩擦副表面相对滑动时由于粘着效应，形成 的的粘着结点发生剪切断裂粘着结点发生剪切断裂，被剪切的材料或脱落成磨屑所，被剪切的材料或脱落成磨屑所 或由一个表面转移到另一表面的过积。或由一个表面转移到另一表面的过积。 粘着粘着-破坏破坏-再粘着再粘着-再破再破 坏坏 粘着磨损机理 中国第一重型机械集团公司维修分公司的中国第一重型机械集团公司维修分公司的 1670车床车床13是前苏联是前苏联 20 世纪世纪 50 年代生年代生 产的机床，刀架下滑板原设计为

9、镶装夹布胶产的机床，刀架下滑板原设计为镶装夹布胶 木板。该机床承担着轧辊的加工，多年的超木板。该机床承担着轧辊的加工，多年的超 负荷运转，造成刀架下滑板镶装的夹布胶木负荷运转，造成刀架下滑板镶装的夹布胶木 板严重磨损，使下板严重磨损，使下滑板快速和进给运行阻力滑板快速和进给运行阻力 大，低速爬行严重大，低速爬行严重。 粘着磨损机理 腐蚀磨损机理 摩擦在摩擦在腐蚀性气体或在液体环境腐蚀性气体或在液体环境中进行时，表面中进行时，表面 与周围介质发生与周围介质发生化学、电化学反应化学、电化学反应，在这个过程，在这个过程 中既有腐蚀还有磨损，并以腐蚀为主的现象为腐中既有腐蚀还有磨损，并以腐蚀为主的现象

10、为腐 蚀磨损。蚀磨损。 产生腐蚀磨损的机理: 金属件表面在腐蚀性气体或在液体环境中发生金属件表面在腐蚀性气体或在液体环境中发生 化学、电化学反应，形成较易被磨损的腐蚀产化学、电化学反应，形成较易被磨损的腐蚀产 物，在摩擦过程中不断被物，在摩擦过程中不断被消除，新的金属表面消除，新的金属表面 接着进入新一轮的化学反应接着进入新一轮的化学反应，腐蚀和磨损交替，腐蚀和磨损交替 出现，使材料损失。出现，使材料损失。 腐蚀磨损机理 表面疲劳磨损机理 摩擦表面材料微观体积由于受到摩擦表面材料微观体积由于受到循环接触应力循环接触应力的的 作用，表面产生重复变形、导致产生作用，表面产生重复变形、导致产生裂纹、

11、分离裂纹、分离 出微片或颗粒出微片或颗粒的现象，叫做表面疲劳磨损。的现象，叫做表面疲劳磨损。 产生表面疲劳磨损的磨损机理: 在外力的作用下，表面有缺陷的地方就会产生应 力集中，将引发裂纹，而且会逐渐扩展，以致裂 纹上的材料断裂剥落下来。据分析，材料所受的 最大正应力发生在表面，最大切应力处的材料强最大正应力发生在表面，最大切应力处的材料强 度不足，就可能在该处首先发生塑性变形，经一度不足，就可能在该处首先发生塑性变形，经一 定应力循环后，即产生疲劳裂纹定应力循环后，即产生疲劳裂纹，然后沿最大切 应力的方向扩展到表面，最后使表面材料脱落。 为什么机床导轨面会失效？ 内因 1、车床导轨副的失效与导

12、轨的材质和导轨结、车床导轨副的失效与导轨的材质和导轨结 构等有关。构等有关。 A：足够的刚度和耐磨性刚度和耐磨性。 B:由于铸铁导轨具有良好的减振耐磨性、稳定性、成本较低， 是大部分机床导轨的首选材料。但铸铁材料存在硬度低、组 织疏松、毛坯缺陷多等弱点，在承载较重的情况下，更容易 磨损、拉伤。 C:淬火钢导轨的耐磨性比普通铸铁导轨的高一些，可以提高机 床导轨的使用寿命。 为什么机床导轨面会失效？ 2、与机床导轨的几何形状 A:车床床身的棱形导轨比平导轨的磨损量要大，溜板的导 轨前端比后端磨损严重。 B:陕西新黄工机械有限责任公司车床8床身的棱形导轨 比平导轨的磨损量要大，溜板的导轨前端比后端磨

13、损严重， 使溜板倾斜下沉，造成纵走刀小齿轮与齿条之不能正确啮 合，影响加工零件表面粗糙度。 C:数控机床中广泛应用的精密滚动直线导轨副所采用的滚 动体有滚柱式和滚珠式两种主要类型。一般情况下，滚 柱式的滚动直线导轨副由于是线接触，承载能力高于滚 珠式，而且安装到位，机床能获得较好的刚性。 机床导轨面失效解决办法机床导轨面失效解决办法 能否避免机床导轨面失效？ 或者说能否减小或者说减缓失效？ 机床失效后能否修复？ 能否避免机床导轨面失效？ 或者说能否减小或者说减缓失效？ 1、对于修复划痕沟槽较深、损伤较为严重的机床导轨，利用、对于修复划痕沟槽较深、损伤较为严重的机床导轨，利用胶粘与刷胶粘与刷 镀

14、复合修复镀复合修复，节约成本和时间，保证粗糙度和润滑效果，强化和保护，节约成本和时间，保证粗糙度和润滑效果，强化和保护 导轨表面，提高机床导轨运行可靠性。导轨表面，提高机床导轨运行可靠性。 2、对于轻微刮痕的导轨，用、对于轻微刮痕的导轨，用冷焊一电刷镀复合修复冷焊一电刷镀复合修复技术。不仅保证了技术。不仅保证了 与基体的结合强度，还能保证修复后导轨的耐磨性与抗压性。与基体的结合强度，还能保证修复后导轨的耐磨性与抗压性。 3、选择、选择合适的导轨合适的导轨。滑动导轨、静压导轨与滚动导轨。滑动导轨、静压导轨与滚动导轨 4、钎焊修复法钎焊修复法。对于机床导轨面产生划伤和研伤的情况，可采用锡铋。对于机床导轨面产生划伤和研伤的情况，可采用锡铋 合金进行钎焊修复合金进行钎焊修复 5、氧乙炔火焰热喷涂修复法氧乙炔火焰热喷涂修复法。在导轨上用氧乙炔火焰喷涂一层工程塑。在导轨上用氧乙炔火焰喷涂一层工程塑 料修复其磨损的尺寸，既不产生变形又可提高导轨的耐磨性和减摩性，料修复其磨损的尺寸，既不产生变形又可提高导轨的耐磨性和减摩性， 延长使用寿命。延长使用寿命。 6、刮研修复法未经淬硬处理的机床导轨，如果磨损、拉毛、咬伤程度、刮研修复法未经淬硬处理的机床导轨，如果磨损、拉毛、咬伤程度 不严重，可采用不严重，可采用刮研修复法刮研修复法进行修理。进行修理。 7、定期补充更换合适的润滑油定期补充更换合适的润