機(jī)床導(dǎo)軌失效分析PPT教案

1、會計學(xué)1機(jī)床導(dǎo)軌失效分析機(jī)床導(dǎo)軌失效分析第1頁/共29頁1、機(jī)床的支撐導(dǎo)軌是在機(jī)床上用來、機(jī)床的支撐導(dǎo)軌是在機(jī)床上用來支承和引導(dǎo)支承和引導(dǎo)部件沿著一定的軌跡運(yùn)動或起夾緊定位作用的軌部件沿著一定的軌跡運(yùn)動或起夾緊定位作用的軌道。道。機(jī)床導(dǎo)軌簡圖第2頁/共29頁第3頁/共29頁第4頁/共29頁1、導(dǎo)軌分別與工作臺或拖板接觸的各、導(dǎo)軌分別與工作臺或拖板接觸的各個表面中，直接起個表面中，直接起導(dǎo)向作用導(dǎo)向作用的表面稱的表面稱為為“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為的表面稱為“輔助導(dǎo)軌面輔助導(dǎo)軌面”第5頁/共29頁1、機(jī)床導(dǎo)軌一

2、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)大量人力與時間時間，就會影響生產(chǎn)，對機(jī)床維修工增加了，就會影響生產(chǎn)，對機(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)軌軸的直線精度、軸與軸之間的導(dǎo)軌的磨損導(dǎo)致導(dǎo)軌軸的直線精度、軸與軸之間的相互垂直度誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過規(guī)定。機(jī)床的幾何精度超差，橫相互垂直度誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過規(guī)定。機(jī)床的幾何精度超差，橫梁、

3、刀架、工作臺與床身的傳動精度喪失。梁、刀架、工作臺與床身的傳動精度喪失。第6頁/共29頁第7頁/共29頁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 重型龍重型龍門刨床門刨床1用于刨削最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，全長節(jié)拼裝，全長 25m。此機(jī)床的工作臺此機(jī)床的工作臺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; 床身平面床身平面導(dǎo)軌、導(dǎo)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

4、差，橫梁、刀架、工作臺與床身的傳造成機(jī)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(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 型半型半自動仿形車床自動仿形車床2床鞍導(dǎo)軌的主要切削負(fù)荷部位床鞍導(dǎo)軌的主要切削負(fù)荷部位累積磨損，導(dǎo)軌累積磨損，導(dǎo)軌局部凹陷局部凹陷，刀架床鞍運(yùn)行到導(dǎo)軌凹，刀架床鞍運(yùn)行到導(dǎo)軌凹陷處擺動量大，陷處擺動量大，常造成常造成“振刀振刀”和和“扎刀扎刀”現(xiàn)象?，F(xiàn)象。第8頁/共29頁3、1990 年年 12 月，某制管廠月，某制管廠 W037 型鋼管倒棱機(jī)床的長型鋼管倒棱機(jī)床的長 25m、4 節(jié)的床身上長節(jié)的床身上長 24m

5、、寬、寬 350mm 的主導(dǎo)軌中部的主導(dǎo)軌中部 5m 長范圍內(nèi)磨損拉傷成長范圍內(nèi)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 以上以上的溝槽就有的溝槽就有 3 條，深條，深 0. 3 1mm 的短槽的短槽 8 條，深度大于條，深度大于0. 8mm 的深坑短槽的深坑短槽 9 處，深度在處，深度在 0. 2mm 以內(nèi)的溝槽難以以內(nèi)的溝槽難以計數(shù)，被安排計數(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(fèi)花費(fèi) 2 個多個多月、月、6 萬余元修理費(fèi)萬余元修理費(fèi)( 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)、吉林省琿春市森林山木業(yè)

6、有限公司一臺上海豪德生產(chǎn)的雙端銑床，用于三層復(fù)合地板長度方向的槽榫加工。該的雙端銑床，用于三層復(fù)合地板長度方向的槽榫加工。該機(jī)床使用三年后由于機(jī)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軸的位置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 0. 2mm第9頁/共29頁1、經(jīng)濟(jì)損失2、精度損失3、人員安全第10頁/共29頁第11頁/共29頁由于由于硬的顆?；虮砻嬗驳耐蛊鹞镉驳念w粒或表面硬的凸起物引起材料破壞，引起材料破壞，從而表面分離出磨屑的現(xiàn)象，稱為從而表面分離出磨屑的現(xiàn)象，稱為磨料磨損機(jī)理磨料磨損機(jī)理某學(xué)院

7、數(shù)控系 CA6140 車床長期使用后，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: 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。第12頁/共29頁第13頁/共29頁 粘著磨損是摩擦副表面相對滑動時由于粘著效應(yīng)，形成粘著磨損是摩擦副表面相對滑動時由于粘著效應(yīng)，形成的的粘著結(jié)點發(fā)生剪切斷裂粘著結(jié)點發(fā)生剪切斷裂，被剪切的材料或脫落成磨屑，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。所或由一個表面轉(zhuǎn)移到另一表面的過積。粘著粘著-破壞破壞-再粘著再粘著-再破再破壞壞第14頁/共29頁中國第一重型機(jī)械集團(tuán)公司維修分公司的中國第一重型機(jī)械集團(tuán)公司維修分公司的 167

8、0車床車床13是前蘇聯(lián)是前蘇聯(lián) 20 世紀(jì)世紀(jì) 50 年代年代生產(chǎn)的機(jī)床，刀架下滑板原設(shè)計為鑲裝夾布生產(chǎn)的機(jī)床，刀架下滑板原設(shè)計為鑲裝夾布膠木板。該機(jī)床承擔(dān)著軋輥的加工，多年的膠木板。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超負(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，使下木板嚴(yán)重磨損，使下滑板快速和進(jìn)給運(yùn)行阻滑板快速和進(jìn)給運(yùn)行阻力大，低速爬行嚴(yán)重力大，低速爬行嚴(yán)重。第15頁/共29頁第16頁/共29頁 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，表面中進(jìn)行時，表面與周圍介質(zhì)發(fā)生與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)、電化學(xué)反應(yīng)化學(xué)、電化學(xué)反應(yīng)，在這個過程，

9、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(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。第17頁/共29頁第18頁/共29頁 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

10、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、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產(chǎn)生應(yīng)力集中，將引發(fā)裂紋，而且會逐漸擴(kuò)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(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

11、脫落。第19頁/共29頁內(nèi)因1、車床導(dǎo)軌副的失效與導(dǎo)軌的材質(zhì)和導(dǎo)軌結(jié)、車床導(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，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。第20頁/共29頁2、與機(jī)床導(dǎo)軌的幾何形狀A(yù):車床床身的棱形導(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)任公司車床8床身的棱形導(dǎo)軌比平導(dǎo)軌的磨損量要大，溜板

12、的導(dǎo)軌前端比后端磨損嚴(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)用的精密滾動直線導(dǎo)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(dǎo)軌副由于是線接觸，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。第21頁/共29頁第22頁/共29頁 1、對于修復(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復(fù)合修復(fù)鍍復(fù)合修復(fù)，節(jié)約成本和時間，保證粗糙度和潤滑效果，強(qiáng)化和保護(hù)，節(jié)約成本和時間，保證粗糙度和潤滑效果，強(qiáng)化和保護(hù)導(dǎo)軌表面，提高機(jī)床導(dǎo)軌運(yùn)行

13、可靠性。導(dǎo)軌表面，提高機(jī)床導(dǎo)軌運(yùn)行可靠性。2、對于輕微刮痕的導(dǎo)軌，用、對于輕微刮痕的導(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?；瑒訉?dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌與滾動導(dǎo)軌?；瑒訉?dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌與滾動導(dǎo)軌4、釬焊修復(fù)法釬焊修復(fù)法。對于機(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，延長使用壽命。，延長使用壽命。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)充更換合適的潤滑油定期補(bǔ)充更換合適的潤滑油。8、刷鍍修復(fù)法刷鍍修復(fù)法?；??；?鑄鑄 鐵鐵 導(dǎo)導(dǎo) 軌軌 拉拉 傷傷 深深