Какие дефекты нужны для списания токарного станка. Ремонт токарных станков — общие принципы

В процессе эксплуатации токарного станка рано или поздно вы столкнетесь с какой-либо неисправностью. Особенно высока вероятность поломки, если вы используете в работе агрегат с немалым «пробегом». В этом случае нужно быть готовым не только к мелким неисправностям, но и к возможной необходимости произвести капитальный ремонт токарного станка, а это весьма и весьма затратная затея.

К счастью, конструкция большинства агрегатов (особенно тех, что производились во времена СССР) достаточно проста для того, чтобы вы справились с ремонтом токарного станка без привлечения стороннего специалиста. Ниже на примере модели 1К62 мы рассмотрим самые распространенные поломки, причины их возникновения и методы устранения. Если на практике вы столкнетесь с описанными проблемами – скорее всего, вы сможете выполнить ремонт своими силами, следуя нижеприведенным рекомендациям.

Основные поломки, причины и методы их устранения

Первоначальная причина возникновения большинства неисправностей в работе токарного станка – неправильная эксплуатация и уход за оборудованием. Мастеру следует знать, как обслуживать агрегат. Это позволит в будущем сэкономить немалые суммы, так как капитальный ремонт токарных станков обходится недешево, даже если вы будете производить починку своими силами.

Специалисты рекомендуют перед тем, как впервые приступать к работе за станком, подробно изучить рекомендации по эксплуатации и другую документацию, которая поставляется в комплекте с оборудованием. Если вы приобретаете б/у станок без инструкции, то имеет смысл найти всю документацию, касающуюся агрегата 1К62 или любой другой модели, самостоятельно в сети.

Теперь, когда вы узнали о тонкостях эксплуатации вашего «помощника», настало время изучить самые распространенные поломки и способы их устранения. Для удобства восприятия приведем советы по ремонту токарного станка 1К62 в виде списка:

• Станок не включается. Самая распространенная и наиболее простая в решении проблема. Она, скорее всего, связана с отсутствием сетевого напряжения. Мастеру рекомендуется проконтролировать наличие и показатели напряжения.
• Не удается с помощью рукояти переключить блок шестерен, агрегат издает типичный звук проскальзывания. Такого рода проблема связана с тем, что блок не выводится из холостого положения. Рекомендуется запустить повторно электромотор и осуществить включение передачи «на выбеге».
• Электромотор самопроизвольно отключается в процессе работы. Скорее всего, это срабатывает реле, защищающее силовой агрегат от чрезмерной нагрузки. В этом случае мастеру стоит снизить интенсивность резания или подачи.
• Недостаточно высокий крутящий момент шпинделя, который не достигает предела, указанного в документации. Проблема может состоять в недостаточно сильном натяжении ремней. Увеличив его, вы повысите крутящий момент. Еще одной причиной проявления проблемы может быть плохо затянутая фрикционная муфта, увеличив натяжение которой, вам также удастся повысить крутящий момент.
• Медленное торможение шпинделя. В большинстве случаев причина этой неисправности – недостаточно сильное натяжение ленты торможения. Увеличив этот параметр, вы отметите, что торможение стало более динамичным.
• Усиление подачи суппорта не достигает показателей, указанных в документации. Чтобы справиться с проблемой, специалисты рекомендуют сильнее затянуть пружину перегрузочного устройства.
• Охлаждающий насос не функционирует. Обычно возникновение этой проблемы связывают с недостаточно высоким уровнем охлаждающей жидкости в системе. Долив ее, в большинстве случаев вам удастся устранить неисправность. Также причиной этой проблемы может оказаться выход из строя предохранителей. Обычная замена на новые решит внезапно возникшую перед вами задачу.
• Чрезмерная вибрация станка во время работы. Причин это этому может быть несколько. Первая – это некорректный монтаж агрегата по уровню. В этом случае нужно выверить станок. Вторая возможная причина – это износ стыка направляющих суппорта. Подтяните прижимные клинья и планки, и, скорее всего, ситуация исправиться. Также чрезмерные вибрации часто связывают с некорректным подбором режима резания или с неправильной заточкой режущего инструмента.
• Точность обработки заготовки неудовлетворительная. Есть четыре основные причины такой проблемы. Это – поперечное смещение задней бабки, чрезмерный вылет зафиксированной в патроне конструкции, недостаточно жесткая фиксация держателя резца или патрона. В первом случае вам необходимо настроить положение бабки, во втором – поджать конструкцию центром или поддержать люнетом. В третьем и четвертом случае вам следует подтянуть рукоять держателя резца или ремни крепления патрона.

Нередко ремонт токарного станка 1К62 нужно произвести по причине неисправности смазочной системы. Если в маслоуказателе отсутствует слабая струя смазки, то это говорит о том, что винт упора рычага насоса не настроен. Мастеру нужно отрегулировать положение плунжера.

Если же струя масла есть, но она очень слабая, то, скорее всего, причина – загрязнение фильтра. Проблема решается банальной промывкой фильтра.

Кроме того, неисправность пружины плунжерного насоса может привести к полному отсутствию струи смазки в маслоуказателе. Заменив пружину, вы устраните проблему. Если же смазочная жидкость не подается на направляющие станины, то причина, скорее всего, лежит в загрязнении одного из клапанов плунжерного насоса. Опять же, ремонт заключается в тщательной промывке.

Итоги

Как видно, ремонт токарных станков можно производить самому, если разбираться в способах устранения основных неисправностей. Надеемся, что представленная информация сэкономит вам деньги и массу времени.

И зобретённый в 650 году до н.э., токарный станок претерпел революционные изменения, и является в наше время неотъемлемым оборудованием любого машиностроительного производства. Рассматривая данный вид оборудования с точки зрения надежности, следует отметить, что они являются сложными техническими системами с жесткими обратными связями, и состоят из механической и электрической составляющей, для которых характерны ухудшение технических параметров в процессе эксплуатации.

Это, прежде всего, выражается в естественном изменении геометрии, как таковой, т.е. детали токарного станка , подвергаясь механическим и эрозионным воздействиям, в течение времени меняются в размерах. В результате чего их взаиморасположение в пространстве не соответствует проектной документации, а параллельности в конструкции нарушаются, что, безусловно, сказывается на жесткости станка в целом, его отдельных элементов и приводит к поломкам токарного станка.

Самому сильному физическому воздействию подвергаются в первую очередь движущие элементы - гидравлические системы и электрические привода. Причем, именно гидравлика является основным «больным» местом в любом токарном станке . Причина поломок гидравлики и смежных с ними систем достаточно банальная: уплотнители, прокладки и сальники крайне ненадежны и очень быстро дают протечки. Техническое масло начинает течь, попадая на пол и вызывая опасность для работника или в бак смазочно-охлаждающей жидкости. СОЖ при этом густеет, плохо прокачивается, вследствие чего инструмент перегревается, оказывает более жесткое воздействие на обрабатываемую деталь, провоцируя перегрев и даже поломку электропривода.

В российских машинах всех типов наиболее часто возникают всевозможные люфты, дробления, вибрации, отрицательно сказывающие на качестве обработке детали, или делающие невозможной работу станка

Внезапно возникающие нагрузки на электродвигатель при выполнении токарных работ приводят к поломкам в электрощитках . Кроме того, заливаемое масло не всегда соответствует предъявляемым требованиям (может быть более вязким, в том числе и по причине холода в производственном помещении), и, как следствие, не обеспечивает в токарном станке качественную централизованную смазку, увеличивая износ трущихся поверхностей, провоцируя перегрев насосов, заклинивание и разрушение узлов станка.

Ещё одна причина поломок, вызванная падением давления в гидравлической системе и которую обязательно надо озвучить, заключается в ослаблении зажима детали, а это может привести к выбиванию заготовки и аварии. Эту проблему должны решать датчики и контролеры давления, но они не всегда своевременно срабатывают.

В качестве примера, связанного с неполадками в гидросистеме, производственники назвали журналисту www.сайт частые поломки в бесцентрово-токарных обдирочных станках 9А340Ф1 и КЖ9340, работа которых характеризуется значительными динамическими нагрузками:

• нарушение подачи смазывающего масла в шпиндельный узел, вызывает преждевременное разрушение манжет в системах «Масло-воздух»;
• по той же причине разрушение подшипников на подающих роликах, может быть вызвано падением обрабатываемой детали на ролики;
• недостаточность давления в прижимном гидроцилиндре, вызывает прокручивание обрабатываемой детали в тисах;
• перегрев маслостанции по причинам нехватки масла, некондиционного масла, наличия случайных деталей между трущимися поверхностями.

В конечном этапе, это может привести к поломке гидронасосов и/или помпы в системе охлаждения.

Кроме гидравлики и электродвигателей, являющих зоной риска работоспособности токарных станков , следует акцентировать внимание на «движущей» механике - подшипниках качения и зубчатых передач. В результате влияния высокочастотной вибрации возможны процессы задевания и кавитации . Если, например, в коробке передач на зубчатых колесах имеются дефекты, то велика вероятность задевания и заклинивания, что может привести к выходу из строя соответствующей пары.

Изучая специальную литературу, аналитик портала www.сайт, всё же обратился в мастерскую для опроса специалистов, занимающих ремонтом отечественных токарных станков. Как выяснилось, в российских машинах всех типов наиболее часто возникают всевозможные люфты, дробления, вибрации, отрицательно сказывающие на качестве обработке детали, или делающие невозможной работу станка.

Подобные ремонтные работы относятся к простым, как, впрочем, и замена различных подшипников, и регулировка координат станка. К более сложным, относят восстановительные мероприятия по каретке и суппортам клиньев, а также по изношенным винтовым парам привода салазок суппорта, резцедержке и ходовому валу подъема задней бабки. К работам, требующей значительных затрат, относят исправление геометрии токарного станка в целом. Достаточно часто в токарных станках ремонтируют переднюю бабку, коробку передач, фартук станка. В токарных автоматических станков и станков с ЧПУ часто выходят из строя инструментальные головки и теряют точность датчики позиционирования.

Обслуживание станков с ЧПУ – комплекс мер, направленных на поддержание станочного оборудования в работоспособном состоянии и устранение возможных неполадок. ЧПУ станки – сложные приборы, обеспечивающие автономную или полуавтономную обработку заготовок с высокой точностью.

Из-за сложной конструкции любая проблема может привести к ухудшению точности выполняемой задачи, ввиду чего потребуется ремонт станков с ЧПУ.

Техническое обслуживание

Техническое обслуживание проводится тогда, когда станок с ЧПУ находится еще в исправном состоянии. Цель обслуживания – предотвратить возникновение поломок.

ТО также требуется, когда осуществляется:

• хранение станка;
• транспортировка;
• подготовка к использованию.

Полноценное сервисное обслуживание оборудования способна предоставить фирма-производитель. Помимо стандартных работ, ТО включает проверку соблюдения нормы оснащения помещения, в котором используется агрегат.

При техническом обслуживании станка работы осуществляются целой группой профессионалов, состоящей из:

• слесарей-ремонтников;
• электриков;
• специалистов по электронике;
• операторов;
• смазчиков.

При отсутствии узких специалистов работа возлагается на наладчика. Обслуживание может быть плановым или неплановым. Если периодически проводится плановое ТО в соответствии с нормами эксплуатации, прибегать к обслуживанию второго типа не понадобится. Если же при осмотре оборудования выявлены поломки, нужен ремонт. Его может предоставить сервисная компания.

Способы определения неисправностей

Станки с ЧПУ – приборы, имеющие сложную систему работы. Найти неисправность самостоятельно сложно, поэтому этой задачей занимается сервисный центр. Точно выявить поломку можно при помощи трех методов:

• логического;
• практического;
• тестового.

Первый метод предполагает проведение аналитических работ. Он осуществляется специалистами, которые хорошо знают устройство станка с ЧПУ. Логический метод позволяет проанализировать работу станка в целом, и отдельно и блоке ЧПУ. После этого будут выявлены малейшие неточности, на основе которых можно будет определить причину, и устранить ее.

Второй метод проводится при помощи специально разработанной схемы. Система на станке делится на несколько частей, после чего они отдельно диагностируются. При выявлении неисправности в какой-то части, она делится еще на несколько частей. Каждая из них также анализируется. Данная схема используется, пока не будет найдена точная причина поломки. Только после этого можно будет выбирать способы ее устранения.

Третий метод используется в производственных условиях. Он предполагает применение специальной программы, анализирующей работу агрегата. Когда будет проведен полноценный анализ, программа укажет, какие именно проблемы имеются в работе агрегата, и как их можно устранить. Преимущество этого метода заключается в быстром поиске неисправности без разбора и перевозки станка.

Виды ремонта

Ремонт ЧПУ станков бывает двух типов: текущего и капитального. Первый тип предполагает частичное устранение неполадок, а второй – полноценный ремонт комплектующих прибора. Ранее вместо текущего ремонта осуществлялся средний или малый. Но позже они были объединены с целью обеспечения более качественного ремонта. Комплекс работ по ремонту делится на три этапа:

• восстановление геометрии направляющих, ремонт приводов, наладка деталей, отвечающих за движение инструмента;
• восстановление электрической системы (разводка, датчики, и другие детали);
• ремонт стойки ЧПУ (платы, контроллеры, разводка).

Перед началом ремонта должна быть составлена дефектная ведомость. Ее составляет владелец оборудования. На основе документации будет спланирован комплекс ремонтных работ. После окончания ремонта проводится тестирование прибора. Станок возвращается владельцу, если обнаруженные проблемы будут устранены. При качественном ремонте можно восстановить характеристики агрегата до показателей, соответствующих техническому паспорту устройства.

В некоторых случаях также проводятся действия по аварийному ремонту станков. Он выполняется, когда при производстве оборудования были допущены дефекты. Также этот вид ремонта необходим, если была нарушена эксплуатация прибора.

Причины

Станок ЧПУ состоит из двух частей: самого прибора и системы числового программного управления. Диагностика также проводится раздельно. Сначала обследуется станок, а потом система ЧПУ. Причинами выхода из строя приборов этого типа чаще всего становятся:

• неправильно отрегулированные узлы и рабочий инструмент;
• перегрузка станка;
• несоблюдение нормы эксплуатации;
• износ или повреждения комплектующих;
• неправильный ремонт агрегата.

При неправильно пробитом контрольном числе возникнет ошибка в перфоленте. В этом случае ее придется заменить. Если при хранении перфоленты не учитываются правила, или же на нее попадет масло, она быстро придет в неисправное состояние. Проблема также решается ее заменой. Если в оптическую систему попадет влага, пыль или грязь, фотосчитывание перестанет выполнять свою функцию. Исправить ситуацию можно, протерев спиртом линзу.

Неисправность лентопротяжного прибора – более серьезная проблема. Она повлияет сразу на считывающее оборудование и перфоленту. Для решения проблемы требуется очистка, смазка и регулировка лентопротяжного прибора.

Если технические неисправности возникли в системе с числовым программным управлением, последствия могут характеризоваться ошибками в работе станочного оборудования.

Проблему может решить восстановленная электроника и введение новой программы.

Профилактика

Профилактика предполагает диагностику исправного агрегата с целью обслуживания и выявления возможных технических неисправностей. Профилактические работы могут проводить люди, имеющие специальную подготовку. Комплекс действий включает:

• смазку комплектующих;
• очистку конструкции от грязи;
• очистку или замену воздушных фильтров и электронных систем.

Последняя задача осуществляется при помощи электроников. Смазка требуется деталям, которые подвергаются наибольшему трению при работе. Для смазки используется вазелиновое или индустриальное масло 30. Вместе со станками следует документация, в которой указано, как ими пользоваться. Неисправности могут возникать даже при соблюдении нормы использования.

Весьма важным вопросом для поддержания нормального качества работы станков с ЧПУ является выбор наиболее рационального метода поиска неисправности.

На практике в основном применяется три метода поиска.

1. Логический метод основан на знании состава и работы оборудования, анализе выдачи фактической информации и ее сравнении с заданной управляющей программой, знании порядка обработки информации по узлам и блокам устройства, правильном определении характерных и нехарактерных ошибок в управляющей программе и неисправностей в устройствах ЧПУ на самом станке. На основании анализа действия входной и результатов выходной информации делается логическое заключение об имеющихся дефектах и путях их устранения для обеспечения нормальной работы станка с ЧПУ.

2. Практический метод поиска неисправностей осуществляется посредством специальных измерительных приборов. При этом производится деление дефектной цепи на две части. Затем та часть, в которой обнаружена неисправность, опять делится. И так далее - до нахождения неисправной платы, подлежащей замене. После этого производится общая проверка устройства и делается вывод о качестве работы системы ЧПУ и станка в целом.

3. Тестовый метод поиска неисправностей на станках с ЧПУ применяется в цеховых условиях. При этом производится проверка работы устройства ЧПУ в целом или его отдельных узлов, которые выполняют законченные микрооперации воздействием на них соответствующими тест-программами. Тестовый метод позволяет сравнительно быстро определить дефект и принять необходимые меры для его устранения.

Неисправности узла ввода с фотосчитывающим устройством, а также линейного интерполятора и блока задания скорости являются наиболее характерными для применяемых систем ЧПУ на современных металлорежущих станках. Причинами неисправностей узла ввода чаще всего является старение фотодиодов или загрязнение оптики фотосчитывающего устройства и лентопротяжного механизма.

Для подготовки и контроля управляющих программ на заводах и объединениях, где работают станки с ЧПУ, созданы специализированные участки, снабженные необходимой аппаратурой.

При использовании станков с ЧПУ предъявляются также повышенные, требования к установленному на них электрооборудованию. Оно должно обеспечить возможность оперативного устранения помех в местах их возникновения, а также обладать способностью надежного управления сильноточным оборудованием и электродвигателями посредством слабых сигналов или контактов.

Станки с ЧПУ в отличие от обычных станков снабжены для каждой управляемой координаты движения отдельным приводом подачи, который работает от управляющей системы и должен обеспечить высокую точность позиционирования и достаточное быстродействие. Для этого используются быстродействующие приводные двигатели-гидравлические, электрогидравлические (шаговые или следящие) и электрические. Конструктивными и технологическими методами обеспечивается максимальное устранение зазора в кинематической цепи (например, посредством замены обычных винтовых зацеплений на шариковые винтовые пары) и до минимума уменьшается трение в направляющих, производится подбор оптимальных масс перемещающихся узлов и т. д.

Особое внимание должно быть уделено уходу за гидроприводом. Сорт масла для заливки в гидросистему должен соответствовать требованиям руководства по эксплуатации данного оборудования. Масло должно быть чистым, профильтрованным и однородным (смешивать различные марки масел не рекомендуется). Нельзя допускать нарушения герметичности гидросистемы, утечки и снижения допустимого, уровня масла. Перед пуском станка необходмо включить гидросистему на некоторое время для прогрева масла.

По существующему положению все мероприятия по профилактическому ремонту оборудования и аппаратуры, а также по другим видам обслуживания станков с ЧПУ должны выполняться только специально подготовленным персоналом, имеющим соответствующий допуск, а станочнику запрещается самостоятельно производить какие-либо операции на станке, не входящие в его обязанности. Тем не менее оператор должен не только знать, когда и какие мероприятия предусмотрены графиками по обслуживанию станка с ЧПУ, на котором он работает, но и систематически следить за их выполнением в соответствии с установленными графиками, а также при необходимости непосредственно участвовать в них, оказывая всемерную помощь и содействие обслуживающему персоналу ремонтников.

Учитывая это, целесообразно производственным рабочим, обслуживающим станки с ЧПУ, не только знать особенности этих станков и методику выявления неисправностей на них, приведенную выше, но и в общих чертах ознакомиться с характерными ошибками считывания и методами их устранения на устройствах ЧПУ (табл. 6).

Таблица 6 Ошибки считывания и методы их устранения при работе на станках с ЧПУ

Примечание. Профилактические ремонты, регулировочные и другие работы на устройствах ЧПУ могут выполнять самостоятельно только те специалисты и рабочие, которые прошли необходимую подготовку и получили соответствующие документы.

Дефекты — отклонения от предусмотренного техническими ус­ловиями качества материала по химическому составу, структуре, сплошности, состоянию поверхности, механическим и другим свойс­твам.

Дефекты, возникающие в процессе эксплуатации оборудования, можно разделить на три группы:

1) изнашивание, царапины, риски, на­диры;

2) механические повреждения (трещины, выкрашивание зубьев, поломки, изгибы, скручивания);

3) химико-тепловые повреждения (ко­робление, раковины, коррозия).

Большинство крупных и средних механических дефектов обна­руживают при внешнем осмотре. В некоторых случаях проверку осу­ществляют с помощью молотка: дребезжащий звук при отстукивании детали молотком свидетельствует о наличии в ней трещин. Для об­наружения мелких трещин можно использовать различные методы де­фектоскопии. Наиболее простые — капиллярные методы, позволяющие визуально определить наличие трещин. Более сложен метод магнит­ной дефектоскопии с продольным или ротационным намагничиванием. Дефекты, расположенные внутри материала, определяют рентгеноско­пическим или ультразвуковым методами. Ультразвук можно исполь­зовать и для обнаружения трещин.

Изнашивание (износ) — изменение размеров, формы, массы или состояния поверхности вследствие разрушения поверхностного слоя изделия. Различают следующие виды износа: допустимый, критичес­кий, предельный, преждевременный, естественный и многие другие, название которых определяется физико-химическими явлениями или характером распределения по поверхности детали.

Из всех возможных видов износов основными в станках явля­ются механический, при заедании и окислительный.

При механическом изнашивании происходит истирание (срезание) поверхностного слоя у совместно работающих деталей. Оно часто усугубляется на­личием абразивной пыли, твердых частиц, стружки, продуктов из­нашивания. При этом трущиеся поверхности дополнительно разруша­ются за счет царапин. Механическое изнашивание возникает при ну­левой и отличной от нее относительной скорости движения сопря­гаемых поверхностей, при наличии длительных нагрузок, больших удельных нагрузках и ряде других факторов. Правильные конструи­рование и обработка позволяют существенно уменьшить этот износ.

Изнашивание при заедании происходит в результате схватыва­ния одной поверхности с другой, глубинного вырывания материала. Происходит это при недостаточной смазке и значительном удельном давлении, когда начинают действовать молекулярные силы. Схваты­вание происходит также при высоких скоростях скольжения и высо­ком давлении, когда температура трущихся поверхностей высока.

Окислительное изнашивание проявляется у деталей станков, испытывающих непосредственное действие воды, воздуха, химических веществ и непосредственно температуры.

Об износе деталей и сборочных единиц можно судить по харак­теру их работы (например, шуму), качеству поверхности, форме и размеру обработанной детали.

Для уменьшения износа сопрягаемых поверхностей используется жидкостная смазка (в том числе и газовая), трение качения, маг­нитное поле и специальные антифрикционные накладки, прокладки и материалы.

Контроль за износом ответственных сопряжений станков необ­ходим для установления потребности в ремонте, для оценки качест­ва эксплуатации станка, для разработки мероприятий по повышению долговечности станка.

Измерение величины износа может производиться в процессе эксплуатации (специально при плановых осмотрах), в периоды плановых ре­монтов или при испытании станков.

Существуют разнообразные методы измерения износа, которые можно подразделить на следующие группы:

1) интегральные методы, когда можно определить лишь сум­марный износ по поверхности трения, не устанавливая величины из­носа в каждой точке поверхности, к ним можно отнести взвешивание, применение радиоактивных изотопов;

2) метод микрометража, основанный на измерении детали ми­крометром, индикаторными или другими приборами до и после изно­са; микрометраж, особенно измерение с помощью индикаторных при­боров, часто применяют при износе деталей станков в производ­ственных условиях; метод не всегда дает точное представление о форме изношенной поверхности;

3) метод "искусственных баз", используемый для оценки изно­са поверхностей трения базовых деталей станка; он заключается в том, что на изнашиваемые поверхности заранее наносят лунки опре­деленной формы, которые на изменение режима трения практически не оказывают влияния, поскольку их размеры малы; по первому спо­собу (способ отпечатков) лунки 2 на поверхность трения наносят­ся либо вдавливанием алмазной пирамиды 1 (рис. 8.4, а ), либо вра­щающимся твердосплавным роликом 3 (рис. 8.4, б ). Второй метод, ко­торый называют методом ”вытирания”, точнее из-за отсутствия вспу­ченного металла.

Рис. 8.4. Формы отпечатков

4) метод поверхностной активации, как и метод ”искусствен­ных баз”, используется в автоматических линиях из-за большого ко­личества контролируемого оборудования и ограниченного доступа к трущимся поверхностям; суть метода — рабочие участки направляющих, шпиндельных узлов, зубчатых и червячных передач, винтовых передач и других ответственных механизмов подвергают поверхност­ной активации в циклотронах пучком ускоренных заряженных частиц (протонов, дейтронов, альфа-частиц); глубина активированного слоя должна соответствовать предполагаемой величине линейного износа детали; для крупногабаритных деталей используют предва­рительно активированные специальные вставки. О величине износа активированных поверхностей судят, периодически измеряя энергию излучения.

Выбор метода зависит от цели данного испыта­ния и требуемой точности измерения. Допустимый износ направляющих станин токарно-винторезных и консольно-фрезерных станков нормируют в зависимости от требуе­мой точности обработки и размеров детали. Если износ направляю­щих превышает 0,2 мм, виброустойчивость станка значительно сни­жается, и, хотя по условиям обеспечения заданной точности дета­лей допустимо продолжение эксплуатации станка, приходится оста­навливать его на капитальный ремонт в связи с ухудшением качест­ва обработанной поверхности (следы вибрации) или с потерей про­изводительности.

Допустимый износ направляющих продольно-строгальных и про­дольно-фрезерных станков определяется по формуле

U max = d(L o / L 1) 2 ,

где d — погрешность обработки на станке (допуск на деталь); L o и L 1 — длина направляющих станины и обрабатываемой детали соответ­ственно.

Для плоских направляющих износ равен расстоянию от некото­рой условной прямой, проходящей через точки на неизношенных кон­цах направляющих, до изношенной поверхности.

Для станков с V-образными или треугольными направляющими с углом основания α допустимый износ

U max = dcos α (L o / L 1) 2 .

Износ направляющих станины в зависимости от режима работы станка и правильной эксплуатации составляет 0,04…0,10 мм и более в год.

Износ направляющих станины токарных и револьверных станков, работающих в условиях индивидуального и мелкосерийного производства, составляет в среднем около 30 % от величины износа направляющих станков, занятых в условиях крупносерийного и массового производства.

Основным следствием износа направляющих тяжелых станков, как, например, продольно-строгальных, продольно-фрезерных, расточных, карусельных и др., а также станков средних размеров с высокими скоростями движения по направляющим является контактное схватывание — заедание. Сопутствует ему по этой категории станков абразивное изнашивание.

Для проверки направляющих используются универсальные мостики. Их устанавливают на различные по форме и размерам направляющие станков. С по­мощью двух уровней одновременно проверяют прямолинейность и извернутость (т. е. отклонение от параллельности в горизонтальной плоскости) направ­ляющих, индикаторами определяют па­раллельность поверх­нос­тей.

Мостик располагают при­мерно в средней части (по длине) станины так, чтобы четыре опоры располагались на призма­тической части направляющих. Затем на верхней площадке закрепляют уровни с ценой деления 0,02 мм на 1000 мм длины и с помощью винтов регулируют по­ложение уровней так, чтобы пузырьки основной и вспомогательной ампул уров­ней располагались посередине между шкалами. Далее приспособление сдвигают вдоль направ­ляющих и возвращают на первоначальное место. При этом пу­зырьки основных ампул должны вернуться в исходное положение. Если это не произошло, необходимо проверить крепление колонок и подпятников.

Проверку направляющих осуществляют при остановке мостика после­до­вательно через участки, равные по длине рас­стоянию между опорами мостика. По уровню, установлен­ному вдоль направляющих, определяют непрямолинейность. Из­вернутость поверхностей определяют по уровню, расположенному перпендику­ляр­но направляющим.

Показания уровня в микрометрах, отсчитанные на отдельных участках, записывают в протокол и затем строят график формы направляющих.

На рис. 8.5, а приведен пример проверки направляющих треугольного профиля (часто встречающихся у станин токарно-револьверных станков). По индикатору 4 определяют параллельность левой направляющей базовой плоскости; по уровню 2, расположенному поперек направляющих, устанавливают их извернутость. Вторую сторону правой направляющей можно проверить по уровню, установив на этой стороне опору 3, или же, не пере­нося опоры, по индикатору (на рисунке это показано штриховой линией).

Рис. 8.5. Схемы проверки направляющих

На рис. 8.5, б показана установка приспособления на станине токарного станка для проверки индикатором 4 параллельности средних направляющих базовой поверхности, т. е. с плоскости под зубчатую рейку и проверки спиральной извернутости уровнем 2.

Для проверки станин шлифовальных и некоторых других станков со схожим сочетанием направляющих (рис. 8.5, в ) на прямолинейность и извернутость четыре опоры 1 рас­полагают между образующими направля­ющей V-образного профиля, а одну опору 3 — на противоположной плоской направляющей. Проверку ведут по уровню 2.

Когда размеры направляющих не позволяют поместить между их образующими все опоры приспособления (рис. 8.5, г ), то уста­навливают только две опоры 1.

На рис. 8.5, д опоры 1 раздвинуты в соответствии с размером приз­матической направляющей станины.

При проверке плоских направляющих станины (рис. 8.5, е ) две из опор 1 упирают в боковую поверх­ность, остальные две и опору 3 располагают на горизонтальных плоскостях. Таким образом обеспечиваются устойчивые показания уровня 2.

Универсальным мостиком, применяя различные держатели для крепления индикатора, можно контролировать параллельность оси ходового винта и направляющих станины токарного станка. Схема проверки параллельности оси винта координатно-расточного станка направляющим станины показана на рис. 8.6.

Рис. 8.6. Схема проверки параллельности оси винта координатно- расточного станка направляющим станины

Конструкция уни­версального мостика проста, поэтому настройка приспособления занимает не более 5 мин. С ней справляется слесарь средней квалификации.

Угловой мостик. Угловые мостики применяются для проверки направляющих, расположенных в разных плоскостях (на­пример, направляющие поверхности траверсыкоординатно-расточного станка модели КР-450).

На рис. 8.7 показана схема такого приспособления для измерения угловым мостиком.

Короткое плечо 3 рас­положено перпендикулярно удлиненному 5. Валик 1 закреплен не­под­вижно, а валик 4 можно сдвигать и устанавливать в зависи­мости от размера направляющей. При этом валики 1 и 4 раз­мещаются в V-образных направ­ляющих или охватывают по­верхности призматической направляющей. Опору 7 переуста­навливают вдоль паза плеча 5 и регулируют по высоте.

На плечо 3 вдоль направляющих уста­навливают регулируемую колодку 2 с уровнем и проверяют их прямолиней­ность. Извернутость проверяют при рас­положении уровня перпендикулярно на­правляющим. С помощью инди­ка­то­ров 6 определяют непараллельность поверхно­стей, а также непарал­лельность оси винта к направляющим.

Проверку параллельности направляю­щих формы “ласточкин хвост”, а также других форм удобно осуществлять с по­мощью специальных и универсальных при-способлений, оснащенных индикато­рами.

Направляющую можно проверить на параллельность индикаторными приспособ­лениями лишь после подготовки базовых. Представленное на рис. 8.8 приспособление применяется для проверки параллель­ности охватываемых и охватывающих направляющих различных форм и размеров с контактом по верхним или нижним поверх­ностям.

Рис. 8.8. Схемы проверки направляющих формы "ласточкин хвост"

Приспособление состоит из балки 3 с шарнирно скрепленным рычагом 1 и регулируемым измерительным стерж­нем 8, стойки 2 с индикатором и сменной шарнирной опоры 5 с контрольным валиком 6. Опору 5 можно установить под различ­ными углами и на любом участке планки 3 вдоль ее паза. Положе­ние опоры 5 фиксируют болтом 4.

При проверке направляющих формы «ласточкин хвост» с контактами по нижней плоскости подбирают сменную опору с диа­метром валика, обеспечивающим контакт примерно посередине высоты наклонной плоскости (рис. 8.8, а и в ). Опору 9 регулируют вдоль ее паза и также закрепляют болтом (на рисунке не показан). На цилиндрической поверхности измерительного стержня имеет­ся шкала, по которой определяют значение деления индикатора, зависящее от разности расстояний а и b (рис. 8.8, а ). При этом зна­чение одного деления шкалы индикатора составляет 0,005…0,015 мм, что необходимо учитывать при замерах.

Для восстановления деталей используются различные методы (табл. 8.1). При выборе метода восстановления необходимо назначать ремонтный, ремонтный свободный или ремонтный регламентированный размеры.

Таблица 8.1

Методы восстановления деталей

Ремонтным называют размер, до которого обрабатывают изношен­ную поверхность при восстановлении детали. Свободный ремонтный размер — размер, величина которого не устанавливается заранее, а получается непосредственно в процессе обработки, когда будут уда­лены следы изнашивания и восстановлена форма детали. К получен­ному размеру подгоняют соответствующий размер сопряженной детали методом индивидуальной пригонки. При этом невозможно заранее из­готовить запасные части в окончательно обработанном виде. Регла­ментированный ремонтный размер — заранее установленный размер, до которого ведут обработку изношенной поверхности. При этом мож­но запасные детали изготавливать заранее, ремонт ускоряется.

Методы восстановления деталей при ремонте подробно рассмот­рены в технической литературе, некоторые из них приведены на схе­мах рис. 8.9. Применение того или иного метода ремонта диктуется техническими требованиями на деталь и обусловлено эко­номической целесообразностью, зависит от конкретных условий на производстве, от наличия необходимого оборудования и сроков ре­монта.

Большое распространение для восстановления деталей получили методы с применением полимерных материалов. Для этого требуется оборудование для литья под давлением, которое отличается про­стотой, и материалы типа полиамидов, обладающие достаточной адгезионной способностью к металлу и хорошими механическими свойствами.

В расточенной втулке (рис. 8.9, а ) делают радиальные от­верстия, затем втулку нагревают, помещают на столик пресса, поджимают к соплу (рис. 8.9, б ) и прессуют. Восстановленная втул­ка показана на рис. 8.9, в .

Для восстановления изношенной шейки вала (рис. 8.9, г ) ее предварительно протачивают (рис. 8.9, д ), а далее процесс по­вторяется, как и в предыдущем случае (рис. 8.9, е ).

Рис. 8.9. Схемы восстановления деталей станков

Восстановление будет качественным только при соблюдении ре­жимов литья и технологии процесса.

Винтовые передачи скольжения могут быть восстановлены с по­мощью самотвердеющих акрилопластов (стиракрил, бутакрил, этакрил и др.), состоящих из двух компонентов — порошка и жидкости-мономера. После смешивания порошка с жидкостью через 15…30 мин смесь затвердевает.

Сломанный вал (рис. 8.9, ж ) можно восстановить путем за­прессовки новой части 1 (рис. 8.9, з ) или методом сварки (рис. 8.9, м ) с последующим обтачиванием сварочного шва.

Изношенную резьбу в корпусной детали (рис. 8.9, к ) рассвер­ливают и развертывают, в полученное отверстие запрессовывают втулку, которую при необходимости фиксируют стопорным винтом 2 (рис. 8.9, л ). Аналогичным способом поступают при ремонте глад­ких отверстий.

Точную посадку по боковым сторонам изношенного шлицевого вала можно восстановить, если после отжига вала расширить шлицы ударами керна с последующей закалкой и шлифованием боковых сто­рон (рис. 8.9, м ).

Внутренний диаметр бронзовой втулки можно уменьшить с d 1 до d 2 путем осадки, т.е. уменьшить ее высоту при неизменном наруж­ном диаметре. Осадку производят под прессом (рис. 8.9, н ).

Технология восстановления винтовых передач скольжения мо­жет быть следующей. Восстанавливают постоянство шага ходового винта скольжения прорезкой резьбы. Резьбу в ходовой гайке сре­зают и растачивают до диаметра на 2…3 мм больше наружного диа­метра ходового винта. Растачиваемую поверхность по возможности делают ребристой. Отремонтированный ходовой винт нагревают до 90 °С и опускают в расплавленный парафин. После охлаждения на поверхности винта остается тонкая парафиновая пленка. Винт, по­крытый парафином, монтируют с расточенной гайкой, имитируя ра­бочее состояние передачи. Торцы гайки уплотняют пластилином. Затем в боковое, специально просверленное отверстие гайки шприцом заливают только что приготовленную смесь. Через несколько минут смесь затвердевает, и винт можно вывернуть из гайки.

Шариковые винтовые передачи ремонтируют, если износ резьбы винта более 0,04 мм. Технология восстановления следующая. Исправляют центровые отверстия винта шлифованием или притиркой. Если есть забоины и вмятины центровых отверстий, то растачивают и устанавливают на клею заглушки с центровыми отверстиями. Пос­ле восстановления центров, если необходимо, винт рихтуют по ин­дикатору в центрах. Затем механической обработкой восстанавли­вают точность шага резьбы. Во время обработки канавку резьбы расширяют по всей длине винта до ширины на наиболее изношенном участке. Наружный и внутренний диаметры резьбы остаются неизмен­ными. Осевой зазор выбирают регулированием гаек. Гайки чаще все­го не ремонтируют, а при необходимости меняют местами.

Исправление изношенных направляющих станин осуществляется следующими способами: 1) вручную; 2) на станках; 3) с помощью приспособлений.

Исправление вручную припиливанием и шабрением применяется для небольших по площади поверхности направляющих при малой величине износа. Шабрение направляющих станин может производиться двумя методами: 1) по контрольному инструменту; 2) по заранее отшабренной или прошлифованной сопряженной детали.

При величине износа направляющих станин, превышающем 0,5 мм, их ремонтируют обработкой на станках. Для этого используют специальные шлифовальные, продольно-строгальные и продольно-фрезерные станки.

При износе направляющих станин 0,3…0,5 мм на некоторых заводах их обрабатывают методом чистового строгания. Точность обработки таким методом позволяет почти полностью отказаться от шабренья и ограничиться только декоративным шабре-нием.

Шлифованием направляющие станин ремонтируют на специальных шлифовальных станках или продольно-строгальных или продольно-фрезерных станках со специальными стационарными приспособлениями.

Крупные станины, которые не могут быть обработаны на станках, должны обрабатываться с помощью приспособлений. Приспособления при их правильном использовании обеспечивают достаточно высокое качество обрабатываемых поверхностей. Обработка ведется без демонтажа станины, что сокращает сроки ремонта и снижает его стоимость. Переносные приспособления перемещаются, как правило, по станине, которую они обрабатывают. В качестве основания для приспособления (каретки) используется специально приготовленная плита или иногда деталь ремонтируемого станка.

Наибольшее распространение получили строгальные и шлифовальные приспособления.

Обработка с помощью приспособлений не требует специального оборудования. Недостатком метода являются меньшая производительность по сравнению с обработкой на станках и необходимость в ручной работе по подготовке баз. Достоинством обработки с помощью приспособлений является экономия времени на демонтаж, транспортирование и повторный монтаж станины, что неизбежно при обработке на станках.

Большое значение для восстановления направляющих имеет подбор технологических баз. По характеру баз станины могут быть разделены на четыре основные группы.

1) Станины, в которые вмонтированы шпиндели (станки горизонтально-фрезер-ные, вертикально-фрезерные с неотъемной головкой, некоторые типы зубодолбежных и др.). При ремонте станин этой группы выверки ведут от устанавливаемых в шпинделе станка оправок, материализующих ось вращения.

2) Станины, имеющие нерабочие поверхности, обработанные заодно с рабочими (станки продольно-фрезерные, продольно-строгальные, кругло- и внутришлифо-вальные).

3) Станины с частично изношенными направляющими. В качестве базы принимаются рабочие поверхности, изнашиваемые при эксплуатации мало и не на всем протяжении. У таких станин восстанавливают сначала малоизношенные поверхности, затем, базируясь от них, восстанавливают остальные изношенные рабочие поверхности. Типичными для этой группы являются станины токарных станков, револьверных станков с отъемной передней бабкой и др.

4) Станины, имеющие отдельные неизношенные участки направляющих. К этой группе относятся станины, не имеющие других обработанных поверхностей, кроме изнашиваемых рабочих (зубо- и резьбофрезерные станки). За базу принимают неизношенные или малоизношенные участки рабочих поверхностей, подлежащих исправлению.

Для восстановления требуемых свойств направляющих станин их подвергают термообработке. Из многообразия методов приведем несколько наиболее распространенных.

Поверхностная закалка с индукционным нагревом токами высокой частоты (ТВЧ) . Качество слоя чугуна, закаленного ТВЧ, зависит от частоты тока, удельной мощности, времени нагрева, конструкции индуктора, зазора между индуктором и закаливаемой поверхностью, а также от условий охлаждения. На конечные результаты закалки влияет также первоначальное состояние чугуна (его химический состав и микроструктура).

При нагреве серого чугуна с целью последующей закалки часть углерода растворяется в аустените, а остальная часть его остается в свободном состоянии в виде графитных включений. Как правило, перед закалкой чугун должен иметь перлитную структуру. Если исходная структура чугуна неудовлетворительна для поверхностной закалки, то следует увеличить концентрацию связанного углерода (повысить содержание перлита в структуре) путем предварительной термической обработки — нормали-зации.

Максимальная достигаемая твердость чугуна, получаемая после закалки ТВЧ при температуре 830…950 °С (в зависимости от состава чугуна), составляет HRC 48-53. Дальнейшее повышение температуры закалки приводит к понижению твердости.

Скорость охлаждения при закалке мало влияет на твердость. При закалке в масле твердость чугуна уменьшается только на 2 — 3 ед. HRC по сравнению с закалкой в воде.

Поверхностная закалка с нагревом ТВЧ модифицированного чугуна дает возможность получить большую твердость и глубину слоя по сравнению с закалкой обычного перлитного чугуна. По микроструктуре закаленный модифицированный чугун практически не отличается от перлитного.

Перед закалкой станин токарных станков необходимо выполнить следующее:

1) установить станину на стол продольно-строгального станка и выверить на параллельность базовым поверхностям с точностью 0,05 мм и затем прогнуть ее на 0,3…0,4 мм (величина деформации при закаливании);

2) строгать все направляющие станины до установления их параллельности ходу стола. После открепления станины (от стола) вследствие упругой деформации образуется выпуклость, соответствующая величине прогиба;

3) установить станину (без выверки) на закалочную площадку, окантованную цементным буртиком для сбора использованной закалочной воды;

4) на направляющих станины установить переносный станок, с двух сторон ее закрепить два кронштейна; роликовую цепь сцепить со звездочкой привода станка;

5) между индуктором и закаливаемой станиной с помощью вертикального и горизонтального суппорта станка отрегулировать зазор. Затем подать воду в индуктор;

6) включить ток и произвести закалку. Так как закаливаемая поверхность станины расположена в горизонтальной плоскости, охлаждающая вода заливает плоский, еще не полностью нагретый участок и тем самым затрудняет закалку. Как правило, глубина закаленного слоя у вершины призмы больше, чем на плоском участке (3…4 мм у призмы, 1,5…2,5 мм на плоском участке).

Пример. Режим закалки направляющих станины токарно-винторезного станка мод. 1К62.

Напряжение генератора, В ……….………………………………. 600-750

Сила тока, А………………………..…………………………………. 95-120

Емкость конденсаторной батареи, мкФ ….…………………….. 300-375

Используемая мощность, Вт ………………………………………. 55-70

Зазор между индуктором и закаливаемой станиной,мм ………..2,5-3,5

Скорость перемещения индуктора в процессе нагрева, м/мин….. 0-24

Температура нагрева поверхности станины, °С …………………850-900

Глубина закалки, мм …………………………………………………..3-4

НRC ……………………………………………………….…………. 45-53

Время закалки станины, мин………………………………….……. 60-70

Поводка станины после закалки (в сторону вогнутости), мм… 0,30-0,50

При закалке направляющие станины прогибаются, при этом компенсируется выпуклость, полученная при строгании. Таким образом, обеспечивается небольшой съем металла при последующем шлифовании направляющих.

Пламенная поверхностная закалка

Для поверхностного упрочнения направляющих станин пламенной закалкой в ремонтной практике применяются стационарные и передвижные установки. Первые обычно установлены на специальных участках ремонтно-механических цехов. В этом случае станины должны доставляться туда для термообработки и последующего восстановления. Для станин, которые по производственным причинам невозможно снять с фундамента (отсутствие подъемных средств и транспорта, необходимость сохранения фундамента и т. д.), применяются передвижные установки.

Пламенная поверхностная закалка направляющих станин может производиться ацетилено-кислородным или керосино-кислородным пламенем. Нагрев ацетилено-кислородным пламенем происходит интенсивнее, чем керосино-кислородным, так как при помощи первого можно нагревать до 3150 °С, а при помощи второго — лишь до 2400 °С. В качестве горючей смеси используют также пропан-бутан и кислород или природный газ в смеси с кислородом.

Закалочной средой служит вода. Установка для пламенной закалки проста в устройстве и надежна в работе, обслуживает ее один рабочий.

Закалка змейкой . На некоторых заводах вместо сплошной закалки направляющих станин токарных станков практикуется так называемая закалка змейкой, при которой путем нагрева газовой горелкой на поверхности направляющих образуются перекрещивающиеся зигзагообразные закаленные полосы.

В процессе закалки на направляющие поверхности станины наносится перекрещивающаяся зигзагообразная линия шириной 6…12 мм с шагом 40…100 мм (рис. 8.10).

Рис. 8.10. Закалочный рисунок змейкой

Закалочный рисунок выполняется от руки и обычно имеет неправильную форму. Расстояние от края станины до линии закалки должно быть не менее 6 мм. Скорость перемещения горелки вдоль направляющих около 0,5 м/мин, что обеспечивает нагрев до 750…800 °С.

Закалочный рисунок рекомендуется наносить так. Сначала следует нанести за один проход зигзагообразную линию на первой направляющей, после чего переходить ко второй направляющей. За время нанесения зигзагообразной линии на второй направляющей первая остывает до 50…60 °С, и на нее наносят перекрещивающуюся закалочную линию.

Поэтому необходимо внимательно следить за процессом нагрева и своевременно регулировать скорость перемещения горелки относительно закаливаемой поверхности направляющих станин, не допуская оплавления металла.