机床滑动导轨的磨损与磨损计算_施康乐.pdf

机械,1帕8一砚扩第1 5卷,第4期卜度,km,床身导轨和滑座导轨(或工 作台导轨)沿导轨长度方向的磨损是不均匀的。在普通车床和六角车床上,床身导轨磨损最大的横断面是在其中部偏主轴箱的地 方。滑座导 轨的端部磨损较中部为大,特别 是 面向主轴的一端,二这里的磨损量是床身导轨最大磨损 量的2 2.5倍。,大批 量生产时,机床床身导 轨的磨损最是表1已知值 的23倍。磨损率同导轨清洁与否 及导轨中的间隙大小有关。单柱和 双柱立 式锤床同其 它型式机库相比,因为其工作台滑动路 程短,所以磨损率i。值低。二、。.扭计算工程计算中可以以混合摩擦条件下工作时 观察到的比磨损值 为基础,用下列导轨磨损的近似 计算公式进行估算t”U娜I 公kif:,万一“p,式中:U导轨最大磨拍处的平均线性磨,.损,“m,I基本状态中的比磨 损值,林meml/kgfkm,i切削移动,辅助移动等工件状态的顺序号,n一不同工作状态数;k,沿滑动导轨长度实际 最大磨损与均布压力时发生 的磨损之间的比率alt41,f了f一第i工作状态时的摩擦系数 与参考工作状态(基本状态)摩擦系数 的比率,L一第i工作状态时,工作台或溜板 滑动 路程的长度,KM;pi.s e一第i工作状态 时的额定平均压力,kgf/emZ。因枣f s/f考虑了家擦状态对磨损 的影响。如果把基本状态规定为速率很小(1 0扭。/分)的运动,这时可动单元不致被润滑膜抬 升的此比值将为f:/f=0.11。引入这一比值后,就可 考虑 由于流体动力拾升的负荷减小,其大 小取 决于滑动速度、压力、油的粘度等。现 考虑 两种状 态的工作情 况:切削移动(f=z)和辅 助移动(i=2)。切削移动 为基本状态,计算公式如下:U岛K11:L(r,P,+r:rsp:)式中:L是滑动路程总 长度,km,r:=L:/L,:=L:/L,r。=k:f:/k:f:I,L,r:,rZ由现 场观察确定,表1中列出 了一些数值。不均匀磨损是机床直 线导轨磨损的典型形式,其磨损计算以实际使用中保证 足够的精度为前提,除了上述工程 近似估算外,还可以用下述概率的方 法进行计算,为此,计算前先作下列假设:1.磨损量U同滑 动距离S和压力P的大小成正比。如U:为床身导轨的磨损量,U:为滑座或工作台导轨的磨损量,则Uz=kIPsU:=k:Ps设k为已 知磨损条件下滑动副材料在1kg t/cmZ压力和Ikm滑动距离上显 示1卜m线性磨损量 的磨损系数,则式中:k:床身导轨材料的磨损系数,k:滑座导轨材料 的磨损系数。2.最 初压力p=f(l)的曲线(见图1)在整个磨损过 程中保持不变,即由磨损引起的压力重新 分布是十分轻微 的。3.根据机械加工不同零件的 操作 情况,滑座导轨某点滑过具有座标x的床身导轨某点的概 率 分布曲线y=中(x)是已知的(图1)。分布曲线的纵座标 表示 相应于滑座 已知位置的 总滑动距离 的特性,I滑座导轨某点离滑座导轨左端的距离,I。滑座 导轨的长度;L滑座的最大行程。如果机床上加工相同 的零件,那么滑座移动 的距离不 变,分布 曲线将 由一根 平行于横座标的直线 表示;如果机床上加工不同的零件,那么滑座移动的距离变化,分布曲线机械,19朗一0 4,第1 5卷,第4期丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁丁叠叠叠叠叠叠 几 甘甘勺前前-一一一一L L L划生呱月华1 日口l 生到U匡匡l l lL L L冬丈-.J J J图1滑座沿末身导执滑运动的分布曲线是一根曲线,反映了 滑座移动时 的特点。所以,分布曲线y二中(x)是 由分析加工时 的具体操作情况求得的。为了确定床身导轨和滑座导轨磨损后 的表面形状,如图2作下列假设:U(x)一沿长h h h a a a a a a a a a a a a a a a a a a a赫赫赫赫赫丽丽丽丽丽丽丽丽l l l l l l l l l l l l l:l扦扦l川川I I I之之之L L L田3床身轨磨损世的计算十十汗汗、咧咧.姗撇撇L L L L L乙乙幼理)图2滑 座与床身导轨沿导轨长度的线性磨扳坛度(x)床身导轨的线性磨损量(U,)O二(L+l。);U(I)一沿长度I滑座导轨的线性磨损量(U:)(0ll。);S一巳知时间内滑座导轨上各点滑移的距离。滑 座在床身导轨上 的滑动运动导 致了床身和滑座导轨的磨损,在压力p二f(l)作用下,滑座导轨的磨损量U(l)二k:sf(l)必 须在整个滑座导轨各点全部磨损,总滑动 距离S确定后才能确定,而其磨损曲线 则显然类似于图示压力图形。由磨损量U(x)确定的床身导轨形状 的变化是机床导轨丧失精度的主要原因,为了求得函数U(x),我们来研究具有座标x的床身导轨的一个断面是怎样磨损的?图3所示滑座 沿床身导轨 滑动,压力p=f(l)通 过具有座标x的断 面,滑座 上座标为l的压力单元在该断 面上 引起 的床身导轨磨损量为dU。为了求取这个基本磨损量dU,我们除了必 须确定 压力单元的压力值pd l以外,还必须确定压力单元pd l的总 滑动距离S。为此,我 们利 用图1所示 分布曲线y=冲(x),因为这 根曲线的方程表示了滑座左端(l二O)位移的特征,具有座标,的滑座导轨上某一点的分布曲线方程则取形式y=协(x一1)。这样,相应于座标x确定的床身导轨断面的滑动距离则等于s协(x一1)。由此,压力单元pd l滑过座标为x的床身导轨断面所引起 的磨损量为dU=k:s哈(x一l)f(1)dl为了求得由l:到I:的整个压力图形区域滑座 滑移在断面x上所 引起的磨损,必须在 上式极限 区域中连续 增加基本断面pd l,表ZU(x)的积分极限L/I。二面极限区0 x哎101 0 xLL x10+Lx,1 IOx(LLx1010(x10+L1 1 1:l:0 0 0 0 0X X X0 0 0 0 0lo o ox x x一L L LIo o o下.二百皿一.即UX,二k:SJ:。(X一,“,d,上式 是各种不同情况下沿长度x求取床身导轨线性磨损量的一般公 式。积分极限根据压力图形 对座标x确定截面的作用范围选择,见 表2。表3为各种不同操作情况下导轨磨损 量的计算公 式。影响机床滑动导轨磨损的主要因素是显示 材料耐磨性和磨损条件的磨损系数k、滑座 或工作台 的滑动距离s、机械加 工时 的工作载荷p=f(l)、滑座结构及反 映加 工工序特 征的滑动运 动 分布 曲线y二币(x)。参考文献(略)