C6201型车床维修课题第四组床身部分.ppt

C620-1型车床维修课题,床身部分,云南国土资源职业学院 系别：机电及自动化系 班级：09机电二班 组别：第四组 组长：何恒 组员:何恒 查天府 殷文贵 潘连兵 张旭 杨梦楠 时间：2011-6-26,目录,1.结构.原理分析查天府 2.易损部位分析与判断殷文贵 3.导轨精度检测方法与标准何恒 4.导轨的修复方法与工艺杨梦楠 5.装配分析，其他部件安装在上面的要求 张旭 6.润滑分析. 潘连兵 7.编制维修计划.何恒,CA6140型卧式车床与C620-1型卧式车床对比,CA6140型卧式车床的组成 1-主轴箱；2-床鞍；3-中滑板；4-转盘；5-方刀架；6-小滑板；7-尾座； 8-床身；9-右床脚；l0-光杠；11-丝杠；12-溜板箱；13-左床脚； 14-进给箱；15-交换齿轮架；16-操纵手柄,C620-1型卧式车床,一.结构.原理分析（查天府）,1.床身结构受力分析概况 对床身进行受力分析是施加载荷、约束以及进行有限元分析计算的前提。床身的受力比较复杂，床身的接触构件比较多，床身有作用力的零件有床鞍、床头、床退，尾架等构件。在这些接触构件中，床鞍是主要的受力来源。并且来自床鞍的受力是随着车床的实际工作状况不断变化的。,2床鞍的受力分析,床鞍受力主要包括：切削力、床鞍部件的重力、齿条牵引力、导轨支持力。牵引力、支持力、支反力矩都是未知力，一般可以用静力平衡方程求出。当出现超静定是，可以据跟接触变形条件，建立附加方程式求各力。 由于导轨的宽度远小于其长度，因此在宽度方向，可以认为压强分布是均的。这个假设使得导轨面的压强计算，可以按照一维问题处理。每条导轨所受的载荷，都可以归结为一个支反力和一个支反力矩。根据支反力可求出导轨的平均压强。加入支反力矩的影响，就可以求出导轨的最大压强。,3床头受力分析,在车床正常切削工作过程中，床头固定在床身的前端，刀具与工作之间的切削力之一方面通过床鞍传递给床身导轨，另一方面通过床头传递给床身前端。,4尾架受力分析,尾架在车床工作过程中起辅助支撑和钻中心孔两大主要功能，该部件工作时靠快速加紧机构固定与床身的内侧小山和平面导轨上，接触平面与床鞍和床身之间的接触平面类似。 当尾架进行钻孔切削时，由于钻孔时床身产生的变形是向上的并且变形很小，而床身出于重力等因素产生的变形是向下的，减小床身向下的变形量，因此对这一工况不计。 当尾架进行辅助支撑时，求解顶尖的受力大小是一个静不定问题，取决于工作的刚度，切削位置与尾架顶尖的水平距离等参数。然而无论怎样变化，床身和尾架在切削时可以认为是一体的，尾架起的作用是将刀具切削工件时的作用力传递到床身是上。通过以上的分析得出结论，在后面的有限元分析过程中，可以不考虑尾架的受力影响 。,5床腿的受力分析,床腿在整个机床中起支撑作用，承担着整个机床零件的重量。经过前面的分析可知，床身、床头和尾架三个部件之间的作用力对于床腿来说。属于内力，力的大小不会影响到床身与床腿之间的作用力。而影响床身与床腿之间大小的因素只有电机的驱动力和除了床腿以外整个车床的总重量。,二. 易损部位分析与判断（殷文贵）,床身部分的维修主要有床脚、床鞍导轨、尾座导轨、主轴箱定位表面的维修。床身是车床的支承和导向部分，各零部件装于其上，或在其导轨上运动。床身要有足够的刚度和耐磨性。,一.易损部位,1.导轨 2.定位销 3.床脚 4.齿条,二.导轨,（一）.导轨的位置 ：C620-1车床床身上有两组导轨：一组导轨供溜板箱移动使用；另一组导轨供尾座移动使用。 （二）.导轨的功能： 为承载体的运动导向 为承载体提供光滑的运动表面 把机床的切削所产生的力传到地基或床身上，减少对被加工零件的影响。,导轨的损坏形式 1.磨损 局部坑洼和大面积偏磨 磨损的原因： （1）导轨面光洁度低，有刮研或磨削毛刺，或导轨面间的接触点过少，降低了导轨面的有效承压面积，使油膜破坏。 （2）床身导轨或燕尾导轨有锥度，使工作台或拖板移动出现松紧。 （3）床身导轨或燕尾导轨有锥度，使工作台或拖板移动出现松紧。 （4)防尘装置（如毛毡等）压得太紧，增加了导轨阻力。 (5)导轨润滑油粘度选择不当，油的粘度太低，导轨面间的单位面积受力太大，油膜不能形成；润滑油不清洁，有油泥等。 (6)导轨面润滑构造不良，如配磨导轨或导轨磨损导致整块接触，中间缺乏润滑油锅，使滑动面间产生贴合吸附现象，形成较大阻力。 2.变形 变形原因 床身导轨面安装变形，使导轨面产生扭曲变形。 车床安装地面不平行导致床身变形引起导轨变形,(四）导轨的特点,C620-1车床导轨的摩擦形式是铸铁-铸铁，这就使车床导轨副的耐磨性和摩擦系数成为影响其使用寿命和精度保持性的关键因素。此外，金属本身物理性能的局限性也使得金属导轨副产生一些难以克服的缺点： 1出现爬行现象：由于静磨擦系数远大于动磨擦系数。C620-1车床床鞍与床身导轨在有润滑下的静摩擦系数约为0.14。 2精度保持性不好：因为两个金属面相互磨擦很容易造成会磨损，速度磨损较快。故对润滑要求较高。 3维修困难：床身、拖板需要重新加工，所以工作量大,三. 零件精度检测方法与标准（何恒）,1.需用的测量工具,2.导轨精度的重要性,在机床修理工作中，无论大修或日常维修，机床导轨面的修理都占据着一个十分重要的地位。在精度方面，它不但直接影响加工零件的精度，而且往往是其他部件精度检查的基准。同时，在操作机床时导轨机构运动是否轻便，将直接影响操作者的劳动强度；在修理工作量方面，它占去钳工具有较高的刮研、测量、调整技术以及一定的误差分析能力。这是机床修理的重点。 导轨表面本身具有一定的直线度、平行度和接触精度的要求，同时与床身上其它的各安装基面也具有一定的平行度、垂直度要求，床身导轨表面粗糙度应达Ra0.8m以上，这些精度要求一般都是由磨床来完成。若机床导轨损伤的沟槽深度在5mm以上，采用机械加工方法修复，不但会大大削弱导轨的寿命，而且会引起与导轨配合的各部件间的尺寸链变化，造成机床修理工作的复杂化。既使划伤沟槽深度在0.3mm以下的导轨，也可以采用补焊、粘补、喷涂、镶嵌等修复方法加以修复，并能取得较好的效果,3. 导轨精度的检测与方法,（1）检查拖板横向燕尾导轨面的平行度.用千分尺测量，一般全长的不平行度不应超过0.01mm 2）床鞍移动轨迹对尾座套筒锥孔中心线的平行度 在尾座套筒内插入一根检验心轴（测量长度300mm），尾座套筒退回尾座体内并锁紧。然后移动床鞍，使固定在床鞍上的百分表分别触于检验心轴的上素线和侧素线。百分表在300mm长度范围内的读数差，即为顶尖套内锥孔中心线相对于床身导轨的平行度误差，如图35b所示。其要求为：上素线允差0.03/300；侧素线允差0.03/300。为了消除检验心轴本身误差对测量的影响，一次检验后，将检验心轴退出，转180后再插入，重新检验一次，两次测量结果的代数和之半，即为该项实际误差值。 校正尾座精度时，可以刮研底板的下导轨面或尾座与底板的连接面，或在配刮尾座底板时，同时进行上述测量，根据测量结果，有针对性的修刮尾座底板的下导轨面，这样不但保证了它与床身导轨的配合，而且达到了以上规定的平行度要求。 （2）调整主轴锥孔中心线和尾座套筒锥孔中心线对床身导轨的等距度 其测量方法如图36a所示，在主轴箱主轴锥孔内紧密插入一个顶尖，并校正其与主轴轴线的同轴度。在尾座套筒锥孔内，同样装入一个顶尖，两顶尖间顶入一根长度为1500mm的标准圆柱检验心棒。将百分表座固定在床鞍上，先将百分表测头触在芯轴的侧素线上，在尾座底板上横向移动尾座体，校正心轴在水平平面内与床身导轨平行。再将测头触于检验心轴的上素线，百分表在心轴两端的读数差，即为主轴锥孔中心线与尾座套筒锥孔中心线对床身导轨的等距度误差。,4.车床床身导轨面修理应注意以下两点：,（1）为了维护导轨精度，延长机床使用寿命，在导轨精度修复后可采用表面电接触淬火法提高硬度，而达到耐磨要求。 （2）对于采用高频、中频、超音频淬硬的导轨是不能采用刮研方法修复精度的，只能用导轨磨床修磨导轨面。不论采用哪种修复方法，修理导轨面时选定的修理基准及其测量方面在原理上是一致的。这时应在导轨磨床上先测定、较正车床的床身上安装齿条、进给箱托架等零部件的安装面位置精度后，再磨削导轨面，使之达到导轨面的直线度精度。,5.修复卧式车床导轨精度应达到的两个要求及其修理基准的选择,（1）修复导轨的直线性精度。 （2）恢复导轨作为车床的支承和导向的基准作用。,6.检验床身导轨几何精度,四. 零件的修复方法与工艺（两组导轨的修复）（杨梦楠）,在机床修理工作中，无论大修或日常维修，机床导轨面的修理都占据着一个十分重要的地位。在精度方面，它不但直接影响加工零件的精度，而且往往是其他部件精度检查的基准。同时，在操作机床时导轨机构运动是否轻便，将直接影响操作者的劳动强度；在修理工作量方面，它占去钳工具有较高的刮研、测量、调整技术以及一定的误差分析能力。这是机床修理的重点。 导轨表面本身具有一定的直线度、平行度和接触精度的要求，同时与床身上其它的各安装基面也具有一定的平行度、垂直度要求，床身导轨表面粗糙度应达Ra0.8m以上，这些精度要求一般都是由磨床来完成。若机床导轨损伤的沟槽深度在5mm以上，采用机械加工方法修复，不但会大大削弱导轨的寿命，而且会引起与导轨配合的各部件间的尺寸链变化，造成机床修理工作的复杂化。既使划伤沟槽深度在0.3mm以下的导轨，也可以采用补焊、粘补、喷涂、镶嵌等修复方法加以修复，并能取得较好的效果。,修复方法：,机床在日常生产使用中由于加工中的切削负荷对在往复运动中的导轨产生叠加力,容易造成运动段的导轨磨损、以及划伤等各种表面缺陷。再加上润滑条件的缺陷，随着时间的推延，整体加工精度就会自然下降，当磨损达到一定的程度时就无法继续正常的生产。 一： 床身部件的修理：实质就是修复床身导轨面。床身上有两组导轨：一组供溜板移动使用，另一组供尾座移动使用。其修理重点是修复供溜板用的导轨面的各项精度。 1.在修复溜板用的导轨时，应该满足以下要求： （1）修复导轨面的几何精度。 （2）恢复导轨面对主轴箱、进给箱、齿条、托架等部件安装表面的平行度精度。 2.床身导轨看其磨损状况，结合各长的设备条件，其修复方法有三种：（1）刮研法 （2）精刨代刮法 （3）精磨代刮法,二：常用焊补方法：,1.喷焊：按喷焊工艺执行，将导轨面预热至150以上，完成初步焊粉的喷涂后，将喷涂面加热至900-1200以上，使焊粉熔化后形成平整面。由于预热及加热时间长，工件受热面积较大，热应力较大，比电弧焊更容易产生裂纹，同时线收缩产生裂纹倾向更大。由于裂纹倾向受喷焊时间、喷层厚度等因素影响，缺陷大小受到一定限制，而且焊补的缺陷需清理干净，由于喷粉中含Fe量比例较高，形成的喷层较电弧焊与母材的颜色更相近。但因具有一定量的Ni，所以无法与母材颜色更接近，焊补后可以进行机械加工。 2.电弧焊：用铸铁焊条Z248按相应工艺进行焊补，焊补工艺分两种，第一种：焊前预热至550-650时进行焊补，焊补后保温5-8小时，第二种：工件焊前不预热，焊后保温3-4小时。两种方法的焊补质量均不容易保证，易出现裂纹、硬点，焊补后不容易进行机械加工。焊条价格便宜。用镍基铸铁焊条Z308按相应工艺进行焊补，另加热态锤击工艺，焊层与焊层之间应停顿冷却至60以下，焊补区少气孔、裂纹产生，机械加工性良好，结合强度高、无脱落现象，由于机床导轨加工后吸油及焊条吹力的影响，易产生咬边、形成“焊补痕迹”，另外由于焊条中含有大量的镍元素，焊补区颜色与母材有很大区别,而且焊条价格昂贵。 3.传统的喷焊、电弧焊工艺分析：焊补后易产生裂纹，工件易受热变形，容易出现二次气孔，焊补处金属颜色与母材差异大是其共同的特点，这也是传统焊补工艺不能彻底解决机床导轨缺陷修复的根本原因。传统焊补工艺不适用于可见加工面的修复，适用于非加工面或不可见加工面的修复。部分焊补材料价格较高，焊补质量不容易稳定，要求操作者技术、经验丰富。,三：采用胶接垫板的方法加以修复,胶接工艺如下： （1）对导轨磨损表面进行粗刨加工，并清洗干净。 （2）加工垫板材料，使胶接表面平整。垫板材料可采用铸铁板、尼龙板及玻璃纤维层压板等。 （3）对垫板材料进行表面处理。铸铁板采用喷砂处理；尼龙垫板采用重铬酸钾-硫酸化学处理；玻璃纤维层压板采用溶剂脱脂后再用硅氧烷偶联剂表面处理。 （4）采用环氧树脂胶粘剂，在两个胶接表面均匀涂敷胶粘剂，胶层厚度0.1-0.2mm.。 （5） 定位并加压固化。 （6） 对垫板进行机械加工和刮研修整。,五. 装配分析，与其他部件安装在上面的要求,一.床身与床鞍的安装要求 1床身与床鞍的拼装：床身与床鞍的拼装，主要是刮研床身的下导轨面(压板面)及配刮两侧压板(图3-129、图3-l30)。 保持床身上、下导轨面的平行度要求，能保证床鞍与床身导轨在全长上能均匀结合、移动乎稳，使加工的工件获得较小的表面粗糙度值。 床身与床琏的拼装工艺见表3-184,表3-184 床身与床鞍拼装工艺,2.床鞍下导轨面与床身导轨面的配合状况良好与否，将影响纵向行程的运动精度。床鞍上导轨面(简称燕尾导轨)与刀架下滑座组成横向切削运动。由于在一般卧式车床上大部分是加工中、小型零件，刀架下滑座在燕尾导轨的中间位置移动的次数较多、承受切削载荷的机会较集中，因此燕尾导轨在接近机床中心部位的磨损就比较严重呈凹形。在加工大直径零件的端面时，出现中间凸出的现象。,二溜板箱与床身的安装要求,1.床身与溜板箱的拼装采用哪些工艺? 答：车床床身与溜板箱的拼接和拼装主要是刮研床身的下导轨面（压板面）及配刮两侧压板。 保证床身上、下导轨面的平行度要求，才能保证溜板与床身导轨在全长上能均匀结合、移动平稳，使加工的工件得到较小的表面粗糙度。 床身与溜板的拼装工艺如下： （1）刮床身下导轨面，先测量床身上、下导轨面的平行度误差。一般可根据百分表的读数差粗刮面，然后装上两侧压板来修正接触点。 刮研时先将两侧压板调整到适当的配合，外侧压板是可以调节的，内侧压板的尺寸可用磨（刨）削来达到，留有0.030.04mm刮削余量。 （2）床身下导轨面刮研后，再精刮两侧压板的表面至每25mm25mm内68点的接触点要求，全部螺钉调整紧固后，用250300N推力应使溜板在导轨全长上移动无阻滞现象，并用0.03mm塞尺检查密合程度，端部插入深度应小于或等于20mm。 （3）溜板内侧有一夹紧压板，用来使溜板在承受横向载荷时定位夹紧，装配时应检验其夹紧与松开的可靠性。 （4）全部刮研工作结束后，也可在床身上导轨面进行装饰性刮花。 （5）必须检查并调整床身导轨的倾斜值。a检查溜板移动时的倾斜值，按规定在溜板每1000mm行程上允差为003mm1000mm；溜板全部行程小于或等于500mm，允差为002mm1000mm。b若上述检查测得的倾斜值超差，则可通过调整垫块和紧固地脚螺栓来使倾斜值符合要求；如果地脚螺栓与车床基础间发生松动，就需清理基础，重新预埋地脚螺栓。刮研导轨甚至用导轨磨床磨削导轨以恢复这三项主要精度，使之达到标准。这已属于大修或项修的范畴了。图5-5 刮削主轴箱安装面可调整尾座偏移量，使顶尖对准主轴中心线，调整尾座两侧的横向螺钉以及调整尾座底座的高度，用垫片来补偿尾座底座的磨损或刮研底座来使前、后顶尖等高。使用小滑板车外圆，必须事先检查小滑板上的刻线是否与中滑板的零线对准。尽量减小工件的伸出长度，或另一端用尾座顶尖支顶，增加工件的安装刚性 （6）溜板结构中横向进给丝杠磨损后应如何修复? 答：在溜板结构中，横向进给丝杠（即中滑板丝杠）磨损较严重。以致引起车床在承受进给切削力时，出现刀架窜动、定位不准、操纵手柄的空行程大等缺陷，影响工件的加工精度和表面粗糙度。大修时应更换新的丝杠和螺母。 在没有新丝杠备件时，也可对原丝杠进行修复。修理原则是修车削丝杠的螺纹部分，配螺母，修轴颈，换(镶)铜套。修理前，先检查丝杠的螺距误差和螺距累积误差，确定修整余量，以免车到丝杠尾部时出现螺纹乱牙现象。丝杠轴颈磨损后，经修磨在法兰盘中镶一铜套与它配合。 装配丝杠、螺母时，垫片的厚度应以接近丝杠根部的尺寸为准，以免丝杠回转时手柄有轻重不一致的现象。,三尾座和车身的安装要求,尾座的主要作用是支承工件或在尾座顶尖套筒中装上钻头、铰刀、圆板牙等刀具来加工工件。因此，要求尾座顶尖套筒移动轻便，在承受切削载荷时稳定可靠。 修复尾座部件时的重点是修复尾座体的轴孔。孔径成椭圆形，孔的前端呈喇叭形。这是由于尾座顶尖套筒承受切削载荷及以常处于夹紧状态下工作所引起的变形和磨损。 一安装尾座部件时，应注意到按卧式车床的几何精度标准，要求主轴箱主轴轴线与尾座。 因尾座导轨的磨损、修刮等原因，尾座套筒轴线一般在使用后总低于主轴轴线。所以为保证修复二轴线等高，可采取在尾座底板上镶补偿板或更换已加厚尺寸的新底板。 2)先爱装、校正尾座部件和精度。以尾座套筒轴线的实际高度为基准，刮证主轴箱的结合面以调整主轴箱主轴轴线的高度。,表3-199 安装尾座,在检验尾座部件的几何精度时应注意以下几个问题：, 检验位置应为最大工件长度的1/2处。 检验精度将受到尾座套简夹紧力变化的影响。故检验时应夹紧。 在尾座本身的两项精度中，上母线的允差值有矛盾，为保证床鞍移动对尾座套筒锥孔轴线的平行度要求，则应将床鞍移动对尾座套筒仲出方向平行度误差的上母线允差值压缩到0.0150.02mm。 校正尾座时，希望尾座套筒的偏差方向向上和向前偏，其目的是部分丰补偿工件的重量、切削力引起的弹性变形等，使被加工工件产生正锥的趋势，而防止产生废品。 如床鞍移动对尾座套筒伸出方向的平行度误差已处于合格的下偏差，而床鞍移动对尾座套筒锥孔轴线的平行度仍不能达到要求时，可采用研磨棒研磨锥孔。 在检验这两项精度时，要尽量消除检验心轴的精度误差。其采用的方法是将检验心轴相对回转一定位置多装卸几次，看实测数据是否稳定一致。如检验心轴误差无法消除时，则取其相对180两次测量偏差的平均值。 尾座安装工艺见表3-199。套筒轴线对床身导轨均应等高要求。,在修理中，要达到这一要求的修理方法有两种：,总装时，先安装、校正主轴箱部件和精度，按主轴轴线在床身导轨上的实际高度，再修正尾座套筒轴线的高度，使两者等高,五丝杠、光杠与车身的安装要求,（六）主轴箱与车身的安装要求,1. 主轴箱与车身的固定在车身上它不能晃动，它的间隙不能超过0.08毫米。 2. 主轴箱体主轴孔的检修是为了保证主轴孔与滚动轴承外环的配合。主轴孔有可能磨损，由于滚动轴承长期使用后，轴承滚道严重磨损，滚动体与外环之间的摩擦力增大，当摩擦力增大到足以克服外环与轴孔之间的塑性摩擦力时，迫使轴承外环在轴孔内转动，逐渐造成轴孔磨损。这样导致轴孔的圆度误差、前后轴孔的同轴度误差不符合要求，轴承外环与轴孔的配合松动。这类误差的出现影响了主轴回转精度的稳定性和主轴的刚度。其修复的方法有： （1）镗孔镶套。 （2）轴孔局部镀镍。 3.要考虑主轴箱与车身的平行度 垂直度 床身精度测量出来对比在安装。 4. 主轴箱部件验收时，主轴在中速下空运转一段时间，观察车床能否运转，如果有晃动就要从装。 5. 装上主轴箱后，可能因主轴箱的质量影响导致床身导轨有微量变形。应该在稳定的情况下，再复核及调整床身导轨的精度。 6. 总装时，先安装、校正主轴箱部件和精度，按主轴轴线在床身导轨上的实际高度，再修正尾座套筒轴线的高度，使两者等高。,六. 润滑分析,一.润滑的定义润滑就是在相对运动的两摩擦表面之间加入润滑剂使两摩擦面之间形成润滑膜，将原来直接接触的干摩擦表面分隔开来，变干摩擦为润滑分子之间的摩擦。,二.润滑的作用,降低摩擦、减小磨损。 降温冷却。 防锈。 清洗。 缓冲减振。 密封。,三.润滑的要求,润滑质量要好，可靠程度要高。 耗油量要少，以提高机器运转的经济性。 要确保润滑各项作用的充分发挥。 润滑装置要简单实用，维护工作量小。 要尽量采用标准化，通用化润滑装置。,四.C-620车床车身的润滑,1.润滑部位两组导轨及齿条。 2.润滑方法全损耗性润滑（润滑剂送至摩擦点进行润滑后不再返回油箱循环使用的润滑方式） 3.导轨的润滑：导轨的负荷及速度变化很大，一般导轨面的负荷为3-8N/cm2,但由于导轨频繁的进行反复运动，因此容易产生边界润滑，甚至半干润滑而导致爬行现象，除了机床设计和材料润滑不良是导致爬行的主要原因。为克服爬行现象，除用氟系树脂导轨贴面等，在改善润滑方面，主要用含防爬剂的润滑油，导轨润滑一般选用粘度32、68、100、150的导轨油，西班牙老鹰导轨油BESLUXLUDER系列（32，46、68，100、150、220）符合ISO6743/4标准，L-HG级别。,4.润滑剂的选择导轨用润滑剂分为三大类,（1）导轨油（滑道机油） （2）液压导轨两用油 （3）润滑脂。 导轨油最主要的特性是有极强的粘附性和耐水冲洗性能以及极强的抗极压性能。导轨的负荷一般在10100KPa，精密机床在30KPa左右，中等负荷在350KPa，最大的导轨负荷有1KPa以上的。导轨油的目的在于保护导轨及滑块，套环不被磨损，长时间保护导轨的最佳精度。导轨有时会有水接触，如车床、加工中心，经常有水会溅到导轨上，若导轨油的分水性能不佳就会被水