耿建紅

摘　要：機(jī)床導(dǎo)軌是機(jī)床運(yùn)動(dòng)精度的基礎(chǔ)，每個(gè)零部件以它為基準(zhǔn)進(jìn)行安裝或執(zhí)行運(yùn)動(dòng)。但在長(zhǎng)期使用過程中由于保養(yǎng)不當(dāng)?shù)仍蛲鶗?huì)產(chǎn)生磨損，此時(shí)需要對(duì)其進(jìn)行修復(fù)，以保持機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度以及設(shè)備的完整性，確保機(jī)器能夠達(dá)到教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。本文對(duì)機(jī)床導(dǎo)軌的分類、磨損原因以及修復(fù)措施進(jìn)行了論述，希望對(duì)后續(xù)導(dǎo)軌修復(fù)起到一定參考作用。

關(guān)鍵詞：機(jī)床導(dǎo)軌；磨損；修復(fù)

0　引言

工業(yè)是一個(gè)國(guó)家的命脈所在，強(qiáng)大的工業(yè)水準(zhǔn)才能支撐起國(guó)家的基礎(chǔ)建設(shè)需求，機(jī)床是工業(yè)中Z重要、Z常用的設(shè)備，其被譽(yù)為“工作母機(jī)”。高精度機(jī)床已經(jīng)成為新時(shí)期工業(yè)發(fā)展不斷追求的目標(biāo)之一，機(jī)床精度的高低直接反映出國(guó)家的工業(yè)水準(zhǔn)。而機(jī)床Z重要的部件就是導(dǎo)軌，導(dǎo)軌是機(jī)床運(yùn)動(dòng)精度的基礎(chǔ)，零部件都以它為基準(zhǔn)進(jìn)行安裝或執(zhí)行運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌磨損會(huì)導(dǎo)致機(jī)床加工精度降低影響加工質(zhì)量。教學(xué)中的機(jī)床，由于導(dǎo)軌的磨損導(dǎo)致加工困難，達(dá)不到教學(xué)要求。因此，無(wú)論是對(duì)企業(yè)效益的保證，還是對(duì)學(xué)校教學(xué)質(zhì)量的提高，都有必要對(duì)機(jī)床導(dǎo)軌磨損修復(fù)的方法進(jìn)行探討。

1　機(jī)床導(dǎo)軌的分類及特點(diǎn)

導(dǎo)軌副也被叫做導(dǎo)軌，對(duì)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件起到導(dǎo)向和支撐的作用，引導(dǎo)構(gòu)件沿一定方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌對(duì)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)起到一個(gè)平衡力，約束其運(yùn)動(dòng)方向并確保其穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)的作用。導(dǎo)軌中與機(jī)床連接不動(dòng)的部分為靜導(dǎo)軌或支撐導(dǎo)軌，與運(yùn)動(dòng)部件連接相對(duì)比較短的部分我們通常稱之為動(dòng)導(dǎo)軌，前者對(duì)后者起到支撐作用，靜導(dǎo)軌面稱為承導(dǎo)面。根據(jù)機(jī)床導(dǎo)軌的工作原理及特點(diǎn)，我們將其分為以下幾種：滑動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌、磁懸浮導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌以及復(fù)合導(dǎo)軌等，其中我們Z常見且常用到的是滑動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌[1]。

1.1 滑動(dòng)導(dǎo)軌  滑動(dòng)導(dǎo)軌簡(jiǎn)單可靠、抗震性能強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)適用且制造成本低廉，是Z常用的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，在機(jī)床產(chǎn)品中應(yīng)用Z為廣泛?；瑒?dòng)導(dǎo)軌得益于其構(gòu)造，有承載力大且剛性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)載荷較大的切削通常用這種導(dǎo)軌。阻尼性能好，能很好的抑制機(jī)器啟停時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)。目前各個(gè)國(guó)家對(duì)滑動(dòng)導(dǎo)軌的研究越來越重視，隨著科技發(fā)展，滑動(dòng)導(dǎo)軌仍有其待挖掘之處[2]。

1.2 滾動(dòng)導(dǎo)軌  高速數(shù)控機(jī)床則經(jīng)常采用滾動(dòng)導(dǎo)軌，滾動(dòng)導(dǎo)軌不同于滑動(dòng)導(dǎo)軌，它采用柱體、球體等作為滾動(dòng)載體，以滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，減小摩擦力。由此，滾動(dòng)導(dǎo)軌工作時(shí)沒有震動(dòng)現(xiàn)象，即使是低速工作，也不會(huì)產(chǎn)生“爬行”現(xiàn)象。工作時(shí)，導(dǎo)軌發(fā)熱現(xiàn)象較輕，使用壽命更久。基于以上優(yōu)點(diǎn)，滾動(dòng)導(dǎo)軌可以以比較低的成本進(jìn)行專業(yè)生產(chǎn)，目前有關(guān)滾動(dòng)導(dǎo)軌的研發(fā)趨勢(shì)也朝向模塊化、集成化以及低噪音的方向發(fā)展。

1.3 靜壓導(dǎo)軌  靜壓導(dǎo)軌的工作原理就是將潤(rùn)滑油通過節(jié)流器流入導(dǎo)軌面上，形成油膜，將動(dòng)導(dǎo)軌與靜導(dǎo)軌隔離開，當(dāng)動(dòng)導(dǎo)軌加以負(fù)載時(shí)，油液膜變薄，將油液通過封邊不斷擠壓回油箱，同時(shí)回油間隙也變薄，阻力變大，郵箱壓力也變大，可以平衡內(nèi)外壓差，靜壓導(dǎo)軌能避免動(dòng)靜導(dǎo)軌之間的磨耗，同時(shí)加工精度也遠(yuǎn)超滾動(dòng)導(dǎo)軌和滑動(dòng)導(dǎo)軌[3]。

1.4 磁懸浮導(dǎo)軌  磁懸浮導(dǎo)軌是利用磁場(chǎng)力將導(dǎo)軌抬升的技術(shù)，相比于前三種，磁懸浮導(dǎo)軌能夠?qū)崿F(xiàn)超精密、超高速的加工要求，是未來機(jī)床的理想狀態(tài)。

2　機(jī)床導(dǎo)軌面常見失效形式及原因分析

在機(jī)床加工過程中，除了支撐活動(dòng)部件外，導(dǎo)軌還必須確保活動(dòng)部件可以在外力作用下沿給定的方向精確地線性移動(dòng)。因此，導(dǎo)軌需要滿足一定的引導(dǎo)精度、運(yùn)動(dòng)過程中的輕便性和穩(wěn)定性、足夠的剛度、良好的耐磨性、受溫度變化的影響小以及結(jié)構(gòu)可制造性的要求。

導(dǎo)軌是機(jī)床的必要部分，如果導(dǎo)軌出現(xiàn)磨損等問題，機(jī)床的精度將受到很大影響以致不能工作，這種狀態(tài)稱之為故障。導(dǎo)軌常見的故障有磨損、表面壓痕、劃痕、疲勞、生銹、斷裂和燒傷等。其中表面壓痕是由于加工載荷過大而造成的，加工載荷大于導(dǎo)軌承受能力就會(huì)造成壓痕損傷;劃痕則是由于導(dǎo)軌中落入顆粒物，導(dǎo)致在工作過程中碾壓過硬顆粒而形成的損傷;疲勞損傷是機(jī)床導(dǎo)軌的使用壽命超過極限，且工作人員疏于保養(yǎng)，導(dǎo)致在載荷較大的工作中受損，產(chǎn)生導(dǎo)軌面剝離的現(xiàn)象;生銹則是金屬導(dǎo)軌面長(zhǎng)時(shí)間不工作且保養(yǎng)間隔過久，而加工過程中產(chǎn)生的碎屑，油污等腐蝕性液體或者由于空氣濕度較大，從而造成導(dǎo)軌面生成腐蝕物而造成的損傷。斷裂一般是由于導(dǎo)軌質(zhì)量差，所用材料耐磨性低，工作中的載荷又較大，難以承受而造成的損傷;燒傷一般是由于加工負(fù)荷大，潤(rùn)滑條件不達(dá)標(biāo)，過度摩擦生熱引起導(dǎo)軌表面顏色變化的現(xiàn)象。

導(dǎo)軌的損傷會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)床加工質(zhì)量，加工精度不達(dá)標(biāo)或出現(xiàn)殘次品，嚴(yán)重影響企業(yè)生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量以及教學(xué)質(zhì)量，使用過程中也存在安全隱患，后期維修也會(huì)耗費(fèi)大量的人力物力財(cái)力，往往需要一定的時(shí)間才能完全修復(fù)，因此需要引起重視。導(dǎo)致磨損的原因可以細(xì)分為以下幾種：

2.1 潤(rùn)滑不良  邊界潤(rùn)滑是導(dǎo)軌Z常用的潤(rùn)滑方法，就是在導(dǎo)軌表面注油使其表面形成一層致密油膜，該油膜會(huì)吸附在摩擦面上，從而大大降低了摩擦面的摩擦系數(shù)。然而隨著導(dǎo)軌運(yùn)行時(shí)間的增加，油路會(huì)被阻塞或無(wú)法及時(shí)供應(yīng)，這將導(dǎo)致局部干摩擦。干摩擦的阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有油膜的情況，不久就會(huì)使軌道產(chǎn)生損傷[4]。

2.2 氧化磨損  部分機(jī)床或機(jī)床的部分部位，不經(jīng)常使用，如果疏于保養(yǎng)及維護(hù)，那么導(dǎo)軌表面長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，形成氧化物雜質(zhì)，之后再啟用該導(dǎo)軌，會(huì)使氧化物脫落，導(dǎo)軌在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中不斷摩擦這些雜質(zhì)，形成損傷，這種損傷常