- •Условия эксплуатации и износа направляющих
- •Способы ремонта направляющих станков
- •Ремонт деталей с направляющими
- •Ремонт направляющих станины шабрением
- •Ремонт направляющих станины строганием
- •Ремонт направляющих станины шлифованием
- •Ремонт направляющих станины горизонтально-фрезерного станка
- •Ремонт направляющих у ползунов прессов
- •Ремонт клиньев
- •Ремонт шпинделей
- •Ремонт подшипников скольжения
- •Ремонт конусных фрикционных муфт
- •Ремонт цилиндрических фрикционных муфт
- •Ремонт дисковых фрикционных муфт
- •Ремонт зубчатых колес
- •Ремонт деталей червячных передач
- •Ремонт шкивов ременных передач
- •Ремонт деталей цепных передач
- •Ремонт цилиндров
- •Ремонт поршней
- •Ремонт поршневых пальцев и поршневых колец
- •Ремонт шатунов
- •Ремонт коленчатых валов
- •Ремонт гаек
- •Восстановление резьбы ходовых гаек стиракрилом
- •Ремонт штоков молотов
- •Ремонт резьбовых соединений
- •Ремонт шпоночных и шлицевых соединений
- •Восстановление неподвижных посадок
- •Ремонт заклепочных соединений
Условия эксплуатации и износа направляющих
Условия работы направляющих характеризуют в основном следующие факторы: давление, в том числе его переменность; скорость скольжения; смазка; температура направляющих; загрязнение направляющих отходами обработки (металлической стружкой, песком, окалиной, абразивом); наличие реверсирования движения; периодичность работы (относительная продолжительность работы направляющих в сравнении с длительностью смены) или путь трения. Важнейшей характеристикой условий работы является режим трения.
Давление на направляющие у большинства металлорежущих станков переменное. В направляющих прямолинейного (возвратно-поступательного) движения, у которых давление от сил резания составляет значительную часть общего (в токарных, револьверных, консольно-фрезерных и других станках), более половины пути трения осуществляется с пониженным давлением. При этом лишь часть рабочих ходов (черновые операции) производится со значительным давлением.
На сохранение точности металлорежущих станков в значительной мере влияет интенсивность изнашивания направляющих, что зависит от большого числа факторов: свойства материала детали (химического, состава, структуры и твердости); конструкции направляющих и защитных устройств; системы смазки направляющих и применяемых масел; технологии финишной обработки направляющих и качества поверхностных слоев направляющих; материала деталей, обрабатываемых на станках, и режима их обработки; интенсивности использования станка и внешних воздействий.
Физическая природа этих факторов, многие из которых взаимосвязаны, весьма разнообразна, а количественная оценка влияния некоторых из них на протекание изнашивания весьма затруднительна.
При работе направляющих прямолинейного движения в станках ряда типов начальная точность контакта в процессе эксплуатации снижается из-за неравномерного износа по длине и сечению, деформаций и т. д.; это вызывает изменение условий изнашивания, вследствие чего не происходит полной приработки и интенсивность изнашивания не падает. Измерение направляющих в нескольких сечениях через каждые 50—200 мм (в зависимости от длины направляющей) позволяет выделить зону наибольшего изнашивания. Этот участок и характеризует износ направляющих.
Основными видами изнашивания направляющих скольжения металлорежущих станков являются: абразивное изнашивание (наблюдается в основном при загрязнении направляющих или масла твердыми частицами), схватывание (возникает вследствие адгезии между непосредственно соприкасающимися свежими поверхностями, обнажаемыми при разрыве поверхностных масляных пленок в процессе совместного пластического деформирования контактной зоны и последующего разрушения сцепившихся точек, контактов на некоторой глубине от поверхности в менее прочной зоне), изнашивание в условиях чистой смазки и отсутствия схватывания (включает в себя группу видов изнашивания, для которых характерны усталостные разрушения из-за повторного механического взаимодействия неровностей, изнашивание при хрупком разрушении наклепанного слоя, разрушение, пленок окислов и т. д.).
На рис. 42 показаны направляющие токарно-винторезного станка модели 1А62, где поверхности 4, 5 и 6, по которым перемещается задняя бабка, значительно меньше изнашиваются, чем поверхности 1, 2, 3, 7 и 8.
Исследованиями авторов на пятидесяти станках за трехлетний период эксплуатации установлено, что при износе поверхностей 4, 5 и 6 на 0,03 мм поверхность 8 оказалась изношенной на 0,10 мм, поверхность 7 — на 0,08 мм, поверхность 1—на 0,05 мм, поверхность 3 — на 0,25 мм и поверхность 2 — на 0,35 мм.
Все эти данные подтверждаются исследованиями ЭНИМС в части того, что направляющие для перемещения каретки суппорта (2,3,7) значительно более нагружены, чем направляющие, для перемещения задней бабки. Однако скорости изнашивания направляющих зависят также и от характера выполняемых работ (в патроне или в центрах). В последнем случае изнашиваются более интенсивно и направляющие перемещения задней бабки.
Рис. 42. Направляющие станины токарно-винторезного станка модели 1А62
Изнашивание направляющих базовых деталей токарного станка влияет на технологическую точность, изменяет первоначальную пространственную траекторию движения резца.
Непрямолинейность перемещения режущего инструмента в горизонтальной плоскости непосредственно передается на обрабатываемую заготовку, обусловливая различные погрешности формы по длине.
Технологически допустимая величина износа направляющих станины токарного станка определяется размерами обрабатываемой заготовки и требованиями точности обработки. Так, при обработке заготовок в пределах 3-го класса точности диаметром 50—80 мм, длиной 300 мм износ направляющих для перемещения каретки не должен превышать 0,07—0,10 мм.
Влияние вида обработки на износ направляющих станины токарного станка за год двухсменной работы дано в табл. 7.
Таблица 7
Средняя величина, износа (в мм) направляющих станины при обработке стали и чугуна
Вид обработки |
Модель станка |
|
1Д62 |
1А62 |
|
Черновая Черновая и чистовая Чистовая
|
0,08—0,10 0,04—0,08 0,02—0,04 |
0,05—0,07 0,03—0,05 0,02—0,03 |
По мере совершенствования конструкций станин токарных станков и технологии их изготовления износостойкость направляющих непрерывно повышается, как это показано в табл.8.
Принудительная (oт специального насоса) смазка направляющих в сравнении с ручной повышает износостойкость направляющих металлорежущих станков в среднем в 1,25—1,5 раза. Наличие (даже несовершенного по конструкции) щитка для защиты передней направляющей на токарных станках модели 1А62 увеличивает долговечность направляющих в среднем в 1,5 раза.
У токарных и револьверных станков, работающих в крупносерийном и массовом производстве, скорость изнашивания направляющих станин в два-три раза выше.
У продольных направляющих кареток суппортов концы изнашиваются значительно больше средней части. У левого края (ближе к передней бабке) износ больше, чем у правого края. Максимальное значение износа направляющих кареток суппортов выше соответствующего значения износа направляющих станины в среднем в 2—2,5 раза.
Таблица 8
Средняя величина износа направляющих станины за год двухсменной работы
Модель станка |
Вид обработки |
Износ, мм |
ТН15-ТН20 |
Черновая и чистовая |
0,12 |
ДИП-200 |
0,06 |
|
1А62 |
0,04 |
|
1К62 (направляющие незакаленные) |
0,035 |
|
1К62 (направляющие закаленные) |
Черновая |
0,03 |
Черновая и чистовая |
0,012 |
Исследованиями ЭНИМС установлено, что значительное повышение долговечности направляющих может быть достигнуто за счет более благоприятного распределения износа между гранями направляющих. В этом случае уменьшение ширины контакта задней направляющей 1 (рис. 43, а) путем сужения рабочей ширины Сс до величины Ск. уменьшит поворот суппорта в плоскости, перпендикулярной оси центров станка, при продольном сечении.
Не следует уменьшать ширину контакта с передней треугольной направляющей и внутренней гранью 2, износ которой крайне неблагоприятно отражается на точности обработки.
Э ти недостатки учли станкостроители, которые рационально решили вопрос перераспределения износа направляющих, создав новую форму поверхностей станины токарно-винторезного станка модели 16К20, отличающейся тем, что наименее изнашиваемая поверхность 1 (рис. 43, б) выполнена с уменьшенной шириной, а наиболее изнашиваемая грань 4 изготовлена более широкой. Другая особенность заключается в том, что поверхности 2 и 3 могут быть использованы как базы для ремонта, так как они не являются рабочими и, следовательно, не изнашиваются за исключением ½ ширины поверхности 3, по которой перемещается задняя бабка.
Рис. 43. Направляющие станин токарных станков моделей:
а — 1А62; б — 16К20