
1.機(jī)床爬行現(xiàn)象應(yīng)引起重視
機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件在低速運(yùn)動(dòng)或微量位移時(shí),往往出現(xiàn)非勻速運(yùn)動(dòng),這種在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和調(diào)整運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)的時(shí)走時(shí)停,或快或慢的現(xiàn)象,就是通常所說的爬行現(xiàn)象。從摩擦學(xué)的角度來分析又稱為摩擦振動(dòng) 對(duì)于重型機(jī)床,在較高的運(yùn)動(dòng)速度下,也能觀察到這種現(xiàn)象。
機(jī)床爬行,嚴(yán)重影響被加工零件的精度,增大表面粗糙度,縮短機(jī)床和刀具的使用壽命。尤其對(duì)數(shù)控機(jī)床,爬行將使價(jià)格昂貴的控制系統(tǒng)無法發(fā)揮作用。另外,在某些精密儀器、精密機(jī)械和尖端技術(shù)中,爬行也是急需解決的關(guān)鍵問題之一。為此,機(jī)床的爬行現(xiàn)象早已引起人們的極大注意。
2.引起機(jī)床爬行故障的原因分析
(1)機(jī)床上傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的零部件,由于裝配或修理中調(diào)整不當(dāng),偏斜和太緊,相互不同心,不平行,不垂直或者機(jī)床導(dǎo)軌壓板過緊等因素都會(huì)造成機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的摩擦力增加,使機(jī)床傳動(dòng)效率下降而產(chǎn)生機(jī)床導(dǎo)軌爬行現(xiàn)象。
(2)在機(jī)床導(dǎo)軌的爬行中,油料變質(zhì),特別是用油不當(dāng)是重要原因之一。由于潤(rùn)滑油是碳?xì)浠衔?,其主要質(zhì)量指標(biāo)如粘度,閃點(diǎn),凝固點(diǎn),酸值,水溶性酸或堿,機(jī)械雜質(zhì),抗乳化度,抗氧化安定性,絕緣強(qiáng)度,介質(zhì)損失角,熱氧化安定性,浮游性,水份等發(fā)生變化,在長(zhǎng)時(shí)問與空氣接觸中,特別是在工作溫度條件下很容易與空氣中的氧起氧化反應(yīng),所生成的氧化物是一種發(fā)粘的膠狀物,它黏附在金物表面不僅容易產(chǎn)生酸性腐蝕,而且會(huì)使摩擦表面喪失潤(rùn)滑性而發(fā)澀,使機(jī)床導(dǎo)軌出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。
(3)機(jī)床困使用中潤(rùn)滑不良,缺油,無防護(hù)裝置,密封不良,機(jī)床導(dǎo)軌維護(hù)保養(yǎng)不善,濾油器被損壞,機(jī)械雜質(zhì),金屬切屑和灰塵等進(jìn)入導(dǎo)軌摩擦面或者濾滑油之中,很容易造成導(dǎo)軌表面不同程度的咬傷拉毛傷痕,導(dǎo)軌面的傷痕部位表面粗糙,摩擦力較大,使工怍臺(tái)不能保持均勻的運(yùn)動(dòng)速度而產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。
(4)有的機(jī)床工作臺(tái)導(dǎo)軌本身重量已較大,在裝完了工件,工裝附?jīng)_后,還要配置一定重量的平衡塊。這樣,對(duì)工作臺(tái)導(dǎo)軌來說承受的載荷是比較大的。在這種條件下,機(jī)床導(dǎo)軌接觸面之間的油膜很難保持充足和均勻。再由于機(jī)床滑動(dòng)導(dǎo)軌在摩擦過程中接觸面積大,油膜分布不均,導(dǎo)軌之間的擠壓作用和上導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng),可以報(bào)容易擠掉導(dǎo)軌面上處于臨界潤(rùn)滑狀態(tài)的很薄的油膜,同時(shí)導(dǎo)軌鐵的物理親和力大,電化學(xué)性能相近,互溶性強(qiáng),因而容易引起金屬摩擦面的直接接觸,造成導(dǎo)軌的動(dòng)靜摩擦系數(shù)值相差,使摩擦副產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。
(5)機(jī)床工作臺(tái)由于傳動(dòng)部件的支架或者緊固剮性較差,在傳動(dòng)壓力下出現(xiàn)振動(dòng)或者彈性狀態(tài)現(xiàn)象,不能均勻平穩(wěn)地傳遞動(dòng)力再由于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)層次較多,因傳動(dòng)摩擦阻力抵銷一部分動(dòng)力,導(dǎo)致傳動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力不足的現(xiàn)象,從而產(chǎn)生機(jī)床爬行。
3.機(jī)床導(dǎo)軌爬行故障的處理措施
3.1采用摩擦系數(shù)好的非金屬材料導(dǎo)軌
各種材料的摩擦特性有很太差別,而用非金屆材料制成的導(dǎo)軌具有某些金屬材料無法比擬的優(yōu)點(diǎn):自瀾滑性能好、摩擦系數(shù)低、摩擦速度特性曲線是正斜率;動(dòng)摩擦系數(shù)比較接近;防爬性能好}運(yùn)動(dòng)平穩(wěn);減摩性和加工性、化學(xué)穩(wěn)定性好工藝簡(jiǎn)單;成本低等。因此,塑料等非金屬材料在機(jī)床導(dǎo)軌上的應(yīng)用日益受到重視。其中如聚四氟乙烯F一4材料、TF軟帶導(dǎo)軌材料、Dv導(dǎo)軌板、HNT耐磨材料及其他塑料如尼龍1010,尼龍6改性聚鉀醛等做成的導(dǎo)軌已成功地用于各類車床、銑床、磨床、咆床 鏜床上。近來在精密數(shù)控(如數(shù)控铇床—610)和大型、重型機(jī)床(如12m導(dǎo)軌磨、9m龍門铇、T612臥式鏜、X2032龍門銑)上也得到日益廣泛的應(yīng)用,并已獲得良好的防爬效果。
3.2采用靜壓導(dǎo)軌或滾動(dòng)導(dǎo)軌
靜壓導(dǎo)軌是依靠供油系統(tǒng)供給壓力油,通過節(jié)油系統(tǒng),將進(jìn)入支撐油腔中的壓力調(diào)節(jié)到與外載平衡。因此,在各種相對(duì)速度下均可使支撐處于完全液體摩捧狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)即使在極低的速度下,甚至停止運(yùn)動(dòng)仍能保持金屬不接觸狀態(tài)。因而,動(dòng)、靜摩擦系數(shù)小,試驗(yàn)表明,起動(dòng)摩擦系數(shù)可小至0.005 且μ-υ曲線具有正向特性,故低速進(jìn)給無爬行現(xiàn)象,微量進(jìn)給精確,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。并具有良好的抗振性、精度高,使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn) 因此,靜壓導(dǎo)軌得到了日益廣的應(yīng)用。靜壓導(dǎo)軌不僅用于老機(jī)床改造,而且,許多采用靜壓導(dǎo)軌的機(jī)床產(chǎn)品已投入成批生產(chǎn)。滾動(dòng)導(dǎo)軌是借助滾動(dòng)體(滾子、滾柱或滾針)的滾動(dòng)來實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)的。故其動(dòng),靜摩擦系數(shù)很小,μ-υ曲線具有正向特性 同時(shí)還具有使用壽命長(zhǎng),消耗動(dòng)力少等特點(diǎn) 它既可非平穩(wěn)的高速運(yùn)動(dòng),低速又不易產(chǎn)生爬行 但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本較高。它主要用于要求定位精度高、移動(dòng)均勻,靈敏的座標(biāo)鏜床、外犀磨床、內(nèi)圓磨床、數(shù)控及仿形機(jī)床、高精度平面密床等。
3.3修正導(dǎo)軌面的微觀幾何形貌
導(dǎo)軌的不同加工方法對(duì)于爬行的影響也不一樣,在不改變導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu),材質(zhì)的前提下,通過改變導(dǎo)軌表面的加工工藝,得到合理的軌面微觀幾何形貌,以提高機(jī)床導(dǎo)軌的防爬能力。例如用周邊磨削的導(dǎo)軌比用碗形沙輪端面磨削的導(dǎo)軌表面更有利于消除爬行。目前采用的寬刮法刮研機(jī)床導(dǎo)軌可太大提高抑制爬行的能力。這種新工藝的特征為:平、淺、寬。平,表面輪廓平直度高,接觸面比點(diǎn)刮大幾十倍,降低了實(shí)際比壓;淺,比點(diǎn)刮淺十幾倍,容易形成動(dòng)高壓油契,增大了流體的動(dòng)高壓;寬,油契面積太,承載能力高,低洼部不互相連通,側(cè)泄阻力大。實(shí)踐證明,用寬刮法刮削的導(dǎo)軌付,配 比通常粘度稍大的潤(rùn)滑油,則防槌效果更佳。
3.4采用防爬油
在不改變?cè)瓕?dǎo)軌結(jié)構(gòu)的條件下,從潤(rùn)滑油人手降低動(dòng)靜摩攘系數(shù)之差,是解決爬行的有效辦法之一。在使用中,雖然提高潤(rùn)滑劑的牯度可 減輕爬行現(xiàn)象,但不能消除爬行。而且,過高的粘度還會(huì)造成工作臺(tái)的浮起,反而影響加工精度 實(shí)際中常用的槌行油主要有導(dǎo)軌油 及其他加有油性、酸性極壓添加劑的潤(rùn)滑油。潤(rùn)滑油漆加劑對(duì)改變導(dǎo)軌摩擦特性和防止導(dǎo)軌低速槌行有特殊作用。如上海機(jī)床廠有一臺(tái)導(dǎo)軌磨(M510X8000),雖是靜壓導(dǎo)軌,仍有爬行后來在機(jī)油中加入5%的油酸就解決了槌行問題。這種防爬添加劑的潤(rùn)滑油叫導(dǎo)軌油、導(dǎo)軌膏。國(guó)內(nèi)外已研制出多種防槌油,其防爬的基本原理也是減少動(dòng)靜摩擦系數(shù)之差。
除了上述四個(gè)方面,消除導(dǎo)軌摩擦阻阻力變化,同樣也能起到防爬的作用。如油缸中心線與導(dǎo)軌不平行,活塞桿兩端油封調(diào)整過緊,油缸缸體孔拉毛刮傷;導(dǎo)軌付間隙或壓板調(diào)整過緊,都會(huì)引起摩擦阻力變化而產(chǎn)生爬行。所以在維睜中,必須考慮這方面的因素,防爬行的產(chǎn)生。