机器零件失效后可采用哪些方法修复

　　机器零件失效后，可采用下列方法修复：

　　⑴机械修复法：即利用机加工、机械联接、机械变形等机械方法，使失效的机器零 件得以修复的方法。又可分为修理尺寸、镶加零件法和局部修换法。

　　⑵电镀修复法。

　　⑶焊修法。

　　⑷喷涂修复法。

　　⑸胶接与胶补、填补法。

详解CNC机床机械部分常见问题与修复

　机床一些做相对滑动的零、部件，如滑板与导轨、轴与滑动轴承、蜗杆与蜗轮等在运转一段时间后，其表面上常常会出现划痕或沟槽，我们称这种现象为研伤。研伤破坏了机床的精度，影响了机床的使用寿命，若修理不及时，研伤产生的颗粒，还会加剧研伤，而研伤产生沟槽容易藏污纳垢，也会加剧研伤，严重时能使相互的滑动件中止滑动，产生咬死现象。研伤实质上就是非正常情况下的磨损，机床上常见的研伤，按产生的原因主要可分为两种类型：一种是粘着磨损型研伤，另一种是磨粒磨损型研伤。现就这两种类型研伤产生的原因、预防措施及修复方法，做些简单介绍。

　一、粘着磨损型研伤

　这种研伤是指磨擦副在相对运动时，由于互相磨擦，接触表面的材料从一个表面转移到另一个表面，致使磨擦表面产生了划痕与沟槽。

　1粘着磨损型研伤的产生机理

　研究表明：固体表面状况，从微观的角度看是存在着凸凹不平的缺陷的，即使是经过抛光加工也不能完全消除凸峰和凹谷。当两个磨擦表面接触时，实际上是两个磨擦表面的凸峰相互接触。由于接触应力很大，以致产生弹、塑性变形，使接触面积增大，直到能够承受全部载荷时为止。在这种情况下，金属接触表面上将出现牢固的粘着点，这种现象就是通常讲的冷焊粘着。这些粘着点是在没有表面膜的情况下产生的，当磨擦副表面上有表面膜时，只受法向力作用，其冷焊粘着也是不会产生的。若同时有切向力的作用，且法向力和切向力都很大，并在做相对滑动时，磨擦表面的温度就会升高，在高温高压下，致使油膜破坏，接触的金属表面就会软化或熔化，接触点就产生粘着—撕脱—粘着—撕脱的循环过程，使接触表面的材料从一个表面转移到另一表面上，从而使其中一个表面(或两个表面)上形成划痕和沟槽，也就是形成粘着磨损型的研伤。

　2粘着磨损型的研伤的分类

　根据磨擦副表面研伤的破坏程度，我们可将机床上常见的粘着磨损型研伤划分为四类：

　(1)涂抹研伤仅发生在软金属浅层表面，被研伤的软金属薄层以涂抹的方式，转移到硬金属表面上，例如：蜗杆副运行一段时间后，蜗杆表面上的花涂抹在蜗杆表面上。

　(2)擦伤研伤发生在软金属表面表层以下较浅的部分，破坏方式是沿运动方向产生细小划痕，有时硬金属表面上也有可能划伤。最常见的是在机床运行初期、轴和滑动轴承处于摩合期的磨损。

　(3)胶合(或称撕脱)研伤发生在相互磨擦的两个零件的一方或两方的基体较深处，由于表面局部温度高，压力大，使粘着结合强度任一基体金属剪切强度，当磨擦副做相对滑动时其表面做一日和尚撞一天钟产生撕脱性破坏，出现胶合性研伤。如凸轮副、蜗杆副、齿轮副，较为常见;机床的滑板与导轨在缺乏润滑油而导致干磨擦时，也常会产生此类研伤。

　(4)咬死当磨擦副表面瞬时闪发的温度相当高、粘着区较大、粘着点的强度也相当高，粘结不能从基体上剪切掉，以致造成相对运动中止的现象。咬死是研伤中最严重的一种。例如轴与滑动轴承当润滑不良而出现的“抱轴”，大都会产生这种研伤;大型机床的导轨缺油引起的大面积研伤也会产生咬死。

　3粘着磨损型的研伤的影响因素及预防措施

　影响此类研伤的因素很多，我们可以针对这些因素采取相应措施，来预防其产生和发展。

　(1)润滑油脂的因素润滑状态对粘着磨损型研伤影响极大，只要磨擦表面始终保持足够强度润滑膜，避免磨擦表面之间金属的直接接触表面而形成干磨擦或半干摩擦，就可以有效防止和控制粘着磨损型研伤的产生和发展。在影响此类研伤的各种因素中，确保摩擦表面的良好润滑是最重要的因素。润滑油中加入油性或粘度添加剂，能提高润滑油膜吸附能力及油膜强度，可成倍提高抗研伤的能力。

　(2)压力因素粘着磨损型研伤，一般是随着压力的增大而增加。当压力负荷超过摩擦副材料硬度的一定值时，摩擦副表面氧化膜被压溃，两表面之间新生面的凸出点互相嵌入，相对移动时，会使此类研伤急剧增加，严重时会导致摩擦副表面胶合，甚至咬死。所以使用机床时，工作台、滑动导轨要避免超负荷运行，如龙门刨床、 铣 床、镗床等在工作台上装夹工件，既要分布合理，又不要超重。机床在大修理时，其导轨进行淬火处理，对预防此类研伤也有很大效果。

　(3)温度的因素温度对产生粘着磨损型研伤影响也很大。在摩擦过程中所产生的热量，使摩擦表面的温度升高到一定程度后，轻者，破坏润滑膜，使金属表面直接接触而形成干摩擦或半干摩擦;重者，能使材料处于回火状态而降低材料硬度;更重者，局部区域能使摩擦表面的材料处于熔化状态。这些都将促使此类研伤的产生。选用热稳定性高的材料或加强冷却等措施，是防止因温度而导致粘着磨损型研伤的有效方法。

　(4)滑动速度的因素在压力一定的情况下，滑动速度小，形成润滑油膜的作用就减小，油膜厚度较小，油膜常因承受不了运动件的压力而部分破坏，造成两金属直接接触，容易导致研伤。但滑动速度大到一定程度时，使摩擦副的温度升高，易破坏润滑油膜，也容易导致研伤，所以选择合适的滑动速度可以降低产生粘着磨损型研伤的倾向。

　(5)表面粗糙度的因素一般说来，摩擦副表面粗糙度越小，抗粘着磨损型研伤的能力就越大，适当降低表面粗糙度可防止此类研伤，对于新机床，常常采用逐渐加载跑合运行，目的就是降低表面粗糙度，以减少早期产生粘着磨损型研伤。但摩擦副表面粗糙度降得过低，润滑剂不能储存于摩擦面之间，又易导致研伤，所以当机床导轨上的花纹被磨损后，在保养机床时，常常重新在上刮上花纹，目的是便于储油，预防研伤。

　(6)材料的因素脆性材料比塑性材料的抗粘着磨损能力强;互溶性大的材料所组成的摩擦副比互溶性小的材料所组成的`摩擦副，更容易产生磨损型研伤;金属与非金属组成的摩擦副比两种金属所组成的摩擦副产生此类研伤的倾向小。检修机床时，可采用非金属涂层修复滑板导轨、轴和套采用不同材料，或对轴进

　行表面处理工艺等，减小产生粘着磨损型研伤。

　二、磨粒磨损型研伤

　这种研伤是指污染进入两摩擦表面间的硬颗粒，在表面运动时所起的显著切削作用，致使磨擦表面产生划痕和沟槽。

　1磨粒磨损型研伤的产生机理

　硬颗粒进入两摩擦表面之间后受到两个力的作用，垂直于表面与平行与表面的力。硬颗粒在前者作用下刺入表面，而在后者作用下产生切向运动，这就导致表面被犁皱或切削，留下划痕和沟槽，即研伤。

　2磨粒磨损型研伤的分类

　(1)磕碰引起的比如机床的导轨，受到工件或工具等物品高应力的磕碰后，导轨的表面将出现凹坑，而凹坑的周围同时会出现凸起或毛刺。如不及时修理，当滑板在导轨上滑动是时，导轨上的凸起或毛刺，势必将滑板研伤。

　(2)硬颗粒两摩擦面之间引起的比如切屑或型砂进入机床的导轨与滑板之间，将形成典型的磨粒磨损型研伤：切屑或型砂在垂直的压力下，压溃导轨或滑板表面，移动时便将导轨或滑板研伤。

　(3)污物进入摩擦面之间引起的比如污垢通过润滑油进入摩擦面之间，虽然不会压摩擦表面，但能改变摩擦表面的接触状况，由于污垢的支承，与污垢接触位置承受的压应力增大，长时间运行后，势必使摩擦表面产生擦伤或微小的划痕。

　3磨粒磨损型研伤的预防

　(1)首先要防止摩擦副表面磕伤碰伤比如不在机床导轨上堆放工具、量具、工件等杂物，其次是摩擦副表面发生磕碰伤后要及时修理，比如对产生的凸起和毛刺，要用油石或刮刀及时修平，防止研伤摩擦表面;对出现的凹坑要尽可能修补，防止凹坑内藏污纳垢，给研伤留下隐患。

　(2)设防和配置护罩，防止如切屑、型砂等硬颗粒进入摩擦表面间，一旦发现硬颗粒或杂物进入摩擦面之间，应立即排除，防止研伤产生或扩展。

　(3)按时保养机床，及时清除导轨、滑板、油孔其及死角的污物油垢，防止污物进入摩擦表面之间，形成磨粒磨损型研伤。

　三、研伤的修复

　机床的摩擦副一旦发生了研伤，就必须立即停止运行，找出原因，研伤的程度，采取不同措施。一般来说，对涂抹一类的研伤，可以不做修复，但要加强润滑，防止扩展;对擦伤(包括污物引起的擦伤)，要清除污物，并用油石或刮刀将擦伤部位修平后，可继续运行：而对胶合、咬死及硬颗粒引起的研伤，则必须进行修复。现在就常见几种摩擦副的研伤修复便有些简单介绍：

　1滑动轴承与轴的修复

　(1)滑动轴承表面被研伤后，首选的修复方案应是刮石匠方法修复。一般来说，滑动轴承都留有可供调整和修理的余量，可以满足机床的一个修理周期。如果研伤十分严重，修理余量不能满足，就需要考虑更换了。两半瓦式滑动轴承研伤后，可以减薄垫片重新组装后，刮研轴瓦内孔要求精度，修复后继续使用。

　(2)当轴颈有研伤后，可采用磨小轴颈、更换滑动轴承的方法。但轴颈修磨不宜太大，比如机床主轴，修磨量不宜超过轴颈表面淬火，或者渗碳、氮化、氰化的厚度、修磨后轴颈表面硬度不得低于原设计硬度的下限;对于传动轴来说，轴颈不应小于装配时在装配方向前端轴颈或凸台的尺寸。

　如果用焊补的方法来修复轴颈，那么要考虑焊补加热过程对轴的几何精度、机械强度及表面硬度的影响。轴颈修复后，一般都需要按轴颈重新配做滑动轴承(或称轴套)。

　2机床导轨的修复

　对于机床导轨的轻微研伤和擦伤，只要用乔刀或油石修复，即可继续运行。而对胶合性研伤，则需要用焊补或充填粘补的方法来修复，即便是较大面积的研伤，只要保留较大部分完好的导轨面，也可以用此类方法修复。待到机床三令五申俚，再采用精刨、精磨或粘板、镶板等方法修复。

　对机床导轨研伤的焊补与粘补，相对说来工艺比较复杂一些，特别是大面积研伤的修复，施工前更应考虑细致一些;首先要考虑所采用的修复工艺对导轨的精度、机械性能有否影响，比如焊补和粘补大都需要加温，那么工艺过程中的温度是否会引起导轨变形，是否会改变导轨的机械强度和表面硬度等。第二，要考虑所采用的修复工艺对导轨材料的适应性，比如铸铁材料的导轨一般不采用铸铁堆焊，因铸件的可焊性差，易产生裂纹、气孔等缺陷，且加工也困难。工艺过程温度高(指气焊)，易引起导轨变形等。第三要考虑修补层本身的机械强度与导轨实际工作花。比如，我们同样用锡铋合金堆焊修复4m龙门刨床导轨和T68镗订导轨，由于前者导轨润滑条件好，已使用20年了，情况仍然良好;而后者由于润滑条件差、工作花差，仅三年就脱落完了。总之要尽可能使修补层满足一定的使用周期。

　在机床大修理时，对导轨一般是采取如下两种方法修复：首先把床身导轨进行精刨、精 铣 或精磨，将研伤修平，根据床身导轨修去的尺寸以及滑板的磨损情况，或者更换滑板，或者在滑板导轨上粘接其他补偿材料，比如聚四氯乙 烯 软带，环氧类耐磨涂料、镶尼龙板或金属板等，以补偿尺寸链另一种方法就是在精加工后的床身导轨上镶上预先热处理过的钢导轨或淬硬钢带。

;

加工中心是从数控铣床发展而来的。与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换加工刀具的能力，通过在刀库上安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现多种加工功能。

机械主轴常见故障的维修处理措施：

1、主轴发热、旋转精度下降问题

故障发生的现象：加工出来的工件孔精度偏低，圆柱度很差，主轴发热很快，加工噪声很大。

故障原因分析：经过对机床主轴长期观察可以确定，机床主轴的定心锥孔在多次换刀过程中受到损伤，主要损伤原因是使用过程中换刀的拔、插到失误，损伤了主轴定心孔的锥面，维修机械主轴认准机械，专业品质保障，仔细分析后发现主轴部件的故障原因有四点：

（1）主轴轴承的润滑脂不合要求，混有粉尘杂质和水分，这些杂质主要来源于该加工中心用的没有经过精馏和干燥的压缩空气，在气动清屑时，粉尘和水气进入到主轴轴承的润滑脂内，导致主轴轴承润滑不好，产生大量热河噪声；

（2）主轴内用于定位刀具的锥形孔定位面上有损伤，导致主轴的锥面和刀柄的锥面不能完美配合，加工的孔出现微量偏心；

（3）主轴的前轴承预紧力下降，导致轴承的游隙变大；

（4）主轴内部的自动夹紧装置的弹簧疲劳失效，刀具不能完整拉紧，偏离了原本位置。

针对以上原因，故障处理措施：

（1）更换主轴的前端轴承，使用合格的润滑脂，并调整轴承游隙；

（2）将主轴内锥形孔定位面研磨合格，用涂色法检测保证与刀柄的接触面不低于90%；

（3）更换夹紧装置的弹簧，调整轴承的预紧力。

除此之外，在操作过程中要经常检查主轴的轴孔、刀柄的清洁和配合状况，要增加空气精滤和干燥装置，要合理安排加工工艺，不可使机器超负荷工作。

2、加工中心的主轴部件的拉杆钢球损坏问题

故障发生的现象：主轴内刀具自动夹紧机构的拉杆钢球经常损坏，刀具的刀柄尾部锥面也经常损坏。

故障原因分析：经研究发现，主轴松刀动作与机械手拔刀动作不协调，具体原因是限位开关安装在增压气缸的尾部，在气缸的活塞动作到位时，增压缸的活塞不能及时到位，导致在夹紧结构的机械手还未完全松开时就进行了暴力拔刀，严重损坏了拉杆钢球和拉紧螺钉。

故障处理措施：对油缸和气缸进行清洗，更换密封环，调整压强，使两者动作协调一致，同时定期对气液增压缸进行检查，及时消除安全隐患。

3、主轴部件的定位键损坏问题

故障发生的现象：换刀声音较大，主轴前端拨动刀柄旋转的定位键发生局部变形。

故障原因分析：经过研究发现，换刀过程中的巨大声响发生在机械手插刀阶段，原因是主轴准停位置有误差问题以及主轴换刀的参考点发生漂移问题。加工中心通常采用霍尔元件进行定向检测，霍尔元件的固定螺钉在长时间使用后出现了松动，导致机械手插刀时刀柄的键槽没有对准主轴上的定位键，故而会撞坏定位键；机械主轴维修认准，而主轴换刀的参考点发生漂移可能是CNC系统的电路板发生接触不良、电气参数变化、接近开关固定松动等，参考点漂移导致刀柄插入到主轴锥孔时，锥面直接撞击定心锥孔，产生异响。

故障处理措施：调整霍尔元件的安装位置，并加防松胶紧固，同时调整换刀参考点，更换主轴前端的定位键。除此之外，在加工中心使用过程中要定期检查主轴准停位置和主轴换刀参考点的位置变化，发生异常现象要及时检查。

机械主轴的保养：

降低轴承的工作温度，经常采用的办法是润滑油。润滑方式有，油气润滑方式、油液循环润滑两种。在使用这两种方式时要注意以下几点：

1、在采用油液循环润滑时，要保证主轴恒温油箱的油量足够充分。

2、油气润滑方式刚好和油液循环润滑相反，它只要填充轴承空间容量的百分之十时即可。

循环式润滑的优点是，在满足润滑的情况下，能够减少摩擦发热，而且能够把主轴组件的一部分热量给以吸收。

对于主轴的润滑同样有两种放式：油雾润滑方式和喷注润滑方式。主轴部件的冷却主要是以减少轴承发热，有效控制热源为主。

主轴部件的密封则不仅要防止灰尘、屑末和切削液进入主轴部件，还要防止润滑油的泄漏。主轴部件的密封有接触式和非接触式密封。对于采用油毡圈和耐油橡胶密封圈的接触式密封，要注意检查其老化和破损；对于非接触式密封，为了防止泄漏，重要的是保证回油能够尽快排掉，要保证回油孔的通畅。良好的润滑效果，可以降低轴承的工作温度和延长使用寿命；为此，在操作使用中要注意到：低速时，采用油脂、油液循环润滑；高速时采用油雾、油气润滑方式。但是，在采用油脂润滑时，主轴轴承的封入量通常为轴承空间容积的10％，切忌随意填满，因为油脂过多，会加剧主轴发热。对于油液循环润滑，在操作使用中要做到每天检查主轴润滑恒温油箱，看油量是否充足，如果油量不够，则应及时添加润滑油；同时要注意检查润滑油温度范围是否合适。

机械主轴的特点就是三高一低（即：高速度、高精度、高效率、低噪音）。

1、高速度：机械主轴CNC雕铣机选用精密及高速的配对轴承，弹性/刚性预紧结构，可以达到较高的转速，可以让刀具达到最佳的切削效果。

2、高速度：7：24锥孔针对安装甚而的径向跳动可以确保小于0005mm。因为高精度的加上高精度的零件制造就可以确保了。

3、高效率：可以利用连续微高来改变速度，使得在加工过程中可以随时控制切削速度，这样就可以达到高加工效率。

4、低噪音：平衡测试表明：凡是达到了G1/G04(ISO1940-1等级的，主轴在高速运转时，具有噪音小的特点。

数控加工中心是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化机床。数控加工中心是目前世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一。它的综合加工能力较强，工件一次装夹后能完成较多的加工内容，加工精度较高，就中等加工难度的批量工件，其效率是普通设备的5～10倍，特别是它能完成许多普通设备不能完成的加工，对形状较复杂，精度要求高的单件加工或中小批量多品种生产更为适用。它把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设备上，使其具有多种工艺手段。加工中心按照主轴加工时的空间位置分类有：卧式和立式加工中心。按工艺用途分类有：镗铣加工中心，复合加工中心。按功能特殊分类有：单工作台、双工作台和多工作台加工中心。单轴、双轴、三轴及可换主轴箱的加工中心等。