毕业论文——基于机械加工生产中机床爬行现象的研究

基于机械加工生产中机床爬行现象的研究摘要：机床爬行现象是机床常见故障之一，也是机械加工中难以分析和解决的问题之一，其危害特别大，我们必须采取有效措施加以防范。多年来，通过对机械加工中机床产生爬行现象时的观察、了解、实验和统计分析与研究，从中摸索出其产生爬行时的一些规律，找到了引起爬行的主要原因和解决办法。这里就其产生的机理、常见类型、产生原因及防止措施加以归纳，对机械加工生产具有一定的参考价值。关键词：机床；爬行；分析；对策机床产生爬行现象是机床常见故障之一，也是操作者最害怕遇到的问题。因为，一旦产生爬行现象，不仅会影响到机床的定位精度、工件加工的精度和表面品质，而且会造成摩擦副的磨损加剧，影响其运动部件的使用寿命。在精密、自动化及大型机床上，爬行的危害更大。是否有爬行现象其是评价机床性能品质的一个重要指标。根据生产现场实践，就其产生的机理、常见类型、产生原因及防止措施加以归纳，仅供同行们参考，对机械加工生产具有一定的参考价值。1 概述机床产生爬行现象是一个很复杂的问题，其是因摩擦而产生的非线性自激振动的现象。当机床运动部件作低速运动时，由于摩擦面上的摩擦系数随着运动速度的增加而减小和传动系统的刚度不足，当摩擦面处于边界和混合摩擦状态时，摩擦系数的变化是非线性的。此时，虽然主动件作匀速运动，但从动件往往会出现时走时停、时快时慢的现象，这种现象就称为机床运动部件的爬行。机床产生爬行的原因很多，主要与导轨面的摩擦特性、材料、加工方法、载荷、本身刚度、润滑油的摩擦特性、进给驱动系统的振动等有关，且与机床的调整、修理、维护保养及使用也有关。既有单一的影响因素，也有综合的影响因素。2 故障类型及解决对策根据多年观察分析统计，把常见的机床爬行故障类型、产生原因及防止措施归纳如下：2.1 机床液压系统引发的爬行故障在磨床、龙门铣床、龙门刨床、镗床、镗铣床等机床中，因液压系统问题最容易引起爬行故障。（1）产生原因一方面，由于油缸与活塞的配合面间的密封不良，或磨损间隙过大，或油缸内孔被拉伤，或油缸两端盖的密封圈磨损与老化等所引起泄漏。当油箱、油缸或者管接头密封不严时，易造成油泵从泄漏处大量吸收空气；另一方面，因回油管离油面较近，或当油泵吸油管接近油面时，使得可压缩性较大的空气进入了系统，造成油压下降、动力不足而产生爬行故障。（2）防止措施如果拉伤或者磨损较轻，则可采用珩磨修复；反之则采用镗磨修复2，但需要重新配作活塞，配合间隙一般应控制在0.06 mm 范围内。在机床启动后，先将工作台快速往复空运行10 min 左右使空气从回油管中排除干净，然后再正常运行，同时要注意保持滤油器的干净。此外，尽可能将油泵安装在油箱的油面以下，加长回油管至油面以下2/3 处，保证油箱的密封可靠等。2.2 进给传动机构刚度不足引发的爬行故障（1）产生原因一方面，是因其传动部件本身、或支架、或紧固件刚度不足，在传动压力作用时，出现振动或者弹性状态现象，导致不能均匀而平稳地传递动力；另一方面，是因传动机构路线较长，摩擦阻力较大而抵消了一部分动力，导致传动机构动力不足，从而引起的机床爬行故障。（2）防止措施从设计、加工、装配等方面，提高进给传动机构系统刚度，缩短传动路线，减小摩擦阻力损失，避免弹性状态出现等。2.3 机床载荷过大引发的爬行故障（1）产生原因对于大型机床，由于载荷较大，致使导轨接触面间的润滑油膜很难保证充足和均匀；同时，滑动导轨在运动过程中，由于接触摩擦面积大，油膜分布不均匀，加上导轨面间的挤压作用和往复运动，挤走了处于临界润滑状态的极薄层的润滑油膜，从而引起导轨摩擦面的直接接触，造成静、动摩擦系数之差较大，引起机床爬行故障。（2）防止措施在工作中，应尽可能减轻导轨面载荷，尤其是不要超单位面积载荷使用；同时保持润滑油充足和均匀，并采用自润滑性好的材料，以减少静、动摩擦系数之差。2.4 机床上转动件的平衡性差引发的爬行故障（1）产生原因由于机床上电动机或其它高速转动件的动平衡性差，其动态不平衡点的离心力引起振动，此振动将会波及到机床导轨，从而引起机床导轨爬行故障。（2）防止措施对机床上电动机或其它高速转动件进行动平衡；此外，在其底部装填橡胶、羊毛毡等软材料，以减少或消除机械振动对机床导轨部位的影响。2.5 导轨伤痕差引发的爬行故障（1）产生原因机床在使用中，由于润滑不良、或无防护装置、或密封不良、或机床导轨维护保养不好等原因，很容易造成导轨面不同程度的咬伤、拉毛伤痕现象，致使导轨面表面粗糙度增大，摩擦力增大，工作台不能保持匀速运动而引起机床导轨爬行故障。（2）防止措施保证润滑可靠，加装防护、密封装置，使导轨经常保持清洁、润滑良好状态；对于有咬伤、拉毛部位，应采取喷涂、焊接、电刷镀等技术修复。2.6 机床润滑油品质问题引发的爬行故障（1）产生原因润滑油在工作温度条件下很容易与空气中的氧发生氧化反应，其产物是一种胶状物，如果它粘附在导轨面上，不仅使其易产生酸性腐蚀，而且会使其摩擦面丧失润滑性而发涩，从而引起机床导轨爬行故障。（2）防止措施根据机床类型正确选择润滑油（主要包括润滑油的种类、牌号，特别是粘度），对机床回油进行降温，定期更换润滑油和检查其酸值等。3 结束语综上所述，机床爬行是一个非常杂的问题，是机床常见故障之一，其危害很大。因此，我们在机床使用的实践中，首先要客观地分析机床常见爬行故障的类型及其产生原因，然后才能采取恰