《机械设备修理工艺学》

《机械设备修理工艺学》 编写：李祥贵

一、导论1、课程性质 2、零件的变形 3、 零件的失效 4、零件的断裂二、零件的修理 1、设备修理的方式 2、设备修理前的准备工作三、尺寸链 1、尺寸链的概念 2、尺寸链性质的判定 3、尺寸链计算实例四、失效零件的测绘设计 1、修制图与测绘图 2、测绘零件的类别 3、测绘零件的总体要求七、零件的修复 1、零件的修复 2、零件的修复工艺五、机械失效零件的修复技术 1、尺寸链串联时 2、尺寸链并联时六、机械零件修理的具体步骤 1、拆卸 2、装配大规模专业培训 6 5 7 2 3 1 4 目录 BZ 5、零件的蚀损 6、零件的磨损

九、机械设备修理的检具与研具 1、平尺、平板、角尺 2、检验棒 3、水平仪与准直仪十、机械设备修理精度的检验方法 1、机械设备几何精度的检验方法 2、装配质量的检验和机床试验十一、典型机械设备的修理 1、主轴的修理 2、轴承的修理 3、丝杠螺母副的修理 4、曲柄连杆机构的修理 5、齿轮传动的失效与修复 6、车床的试车与验收十二、车床常见故障及排除方法 1、圆柱类工件加工后外径有锥度 2、圆柱形工件加工后外径有椭圆或棱圆 3、精车外径时在圆周表面上与主轴轴心线平行或成某一角度重复出现有规律的波纹 4、精车后的工件端面中凸八、修复技术详述 1、刮研技术的特点 2、刮研工具与器具 3、显示剂 4、刮研的精度检查大规模专业培训 8 12 11 10 9 目录 BZ 5、零件的蚀损 6、零件的磨损十二、车床常见故障及排除方法十二、车床常见故障及排除方法 5、用切槽刀切槽时产生“颤动”或外径重切削时产生“颤动” 6、重切削时主轴转速低于标牌上的转速或发生自动停车

大规模专业培训 BZ 一、导论 1.本课程是工艺学的一个类别，是研究设备修理的工艺学。机械设备在使用过程中有的零件要磨损、损坏，有的零件要变形、失去原有的形态和精度、性能。为了恢复或维持机械设备原有的形态、精度和性能，就有必要对损坏、磨损、变形、失去原有精度的零件或部件进行修理、制作，其修理、制作的方法、程序就是人们常说的修理工艺、加工工艺。 2.零件的变形一个结构或零件，特别是基础零件在外加载荷的作用下会发生变形，导致零部件之间的相互位置遭到破坏，因而影响各组成零件的相互关系。 3.零件的变形失效零件变形后，出现不能承受规定的载荷、不能起到规定的作用或与其他零件的运转发生干扰等情况，我们就说零件产生了变形失效。变形失效有两个特征：1）体积发生变化 2）几何形状发生变化 4.零件的断裂断裂是指在外力的作用下发生的几个原子间距的正向分离与切向分离。

大规模专业培训 BZ 5. 零件的蚀损零件是存在于空间的，在空间介质如机油、粉尘、水、酸性气体或液体等的作用下会发生腐蚀和气蚀。所谓腐蚀是指在周围介质作用下，零件表面发生的以化学或电化学反应为主的磨损。腐蚀磨损可分两个方面：1）氧化磨损 2）特殊介质腐蚀磨损。 6.零件的磨损磨损是零件工作表面在摩擦时沿其表面发生的微观或宏观变化过程的结果。磨损的一般规律如图1所示。

大规模专业培训 BZ 二、零件的修理机械设备是由一个一个具体的零件组装而成的，所谓设备的修理实质是对失效的零件或组件的修理、更换及调整等。磨损了的零件由于失去了原设计的精度、性能，以及与其他零件原本正确的装配关系等，因而需要对其进行修理。在修理前需作哪些工作呢？机械设备的修理分两种情况：1）计划预修制 2）排除故障的修理 1.设备修理的方式 1)对计划预修制而言，修理的类别有 ①大修 ②项修 ③小修 ④定期精度调整 2)排除故障的修理:就是实时修理，机械设备一旦出现故障应立即对其修理以及时地恢复机械的性能的修理方式。机械零件修理的常用方法有：①调整法 ②换位法 ③维修尺寸法 ④附加零件法 ⑤局部更换法 ⑥恢复尺寸法 ⑦更换新零件法 2.设备修理前的准备工作 1）设备修理前的技术准备工作 ①修理前技术状态的调查 ②修理技术文件的编制 2）设备修理前的生产准备工作 ①材料及备件准备 ②专用工具、检具、研具的准备 ③修理作业计划的编制设备大修的作业程序，如图2所示

大规模专业培训 BZ 三、尺寸链 1.尺寸链的概念修理零件离不开尺寸和尺寸链的计算。什么是尺寸链呢？尺寸链是这样定义的：一些相互联系的尺寸组合，这些尺寸按一定顺序排列成封闭的尺寸链环，称之为尺寸链。尺寸链中各有关的组成部分，如尺寸、角度、过盈量、间隙或位移等叫做尺寸链的“链环”，简称“环”。按所在对象的不同可分为零件尺寸链、部件尺寸链、总体尺寸链。 2..尺寸链性质的判定最简单的尺寸链共有三个环：增环、减环、封闭环。“有增必有减”。如何判定增减环呢？有下列方法：首先确定封闭环，凡间接获得的尺寸即为封闭环，任设一绕行方向，凡与封闭环方向相同的环为减环，与封闭环方向相反的环为增环，见图3b所示。

大规模专业培训 BZ 图3a为某箱体部件的装配关系简图，因间隙N是由箱体、箱盖、轴齿轮、左右轴套等零件装配后间接获得的，因而间隙N是封闭环。其尺寸关系如图所示。图3b为增环、减环、封闭环的判定方法：从封闭环始，任设一环绕方向如顺时针方向环绕，与封闭环方向相反的环有A1、A2，这两个环是增环；与封闭环方向相同的环有A3、A4、A5，这三个环是减环。增环用A1表示，减环用A3表示。封闭环无方向。

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大规模专业培训 BZ 3. 尺寸链计算实例图4a 某传动箱局部装配简图图4b 尺寸链图

大规模专业培训 BZ 四、失效零件的测绘设计 1.修制图与测绘图修理机械设备面对的另一个重要工作就是失效零件的测绘与设计：对仍可使用的失效零件出具修制图，对不可继续使用的失效零件则出具与该零件原设计图等效的测绘图——该测绘图或依据购置该机械设备时随机而附的图册而得，或依据该零件实物测绘而得。实际机械设备修理过程中大多数情况是据实物测绘而得失效零件的工作图（亦称设计图） 2.测绘零件的类别在实际测绘工作中我们会遇到各种各样的零件，尽管其形态结构各异，但大体可将其分为：1）轴套类零件 2）轮盘类零件 3）叉架类零件 4）箱体类零件 5）其它类零件

大规模专业培训 BZ 3.测绘零件的总体要求 1）明了零件的装配关系，与其他件的装配尺寸应两相核实 2）零件轴向尺寸、径向尺寸、孔距尺寸等必须齐全 3）零件的配合公差或尺寸、热处理、表面处理、表面粗糙度、材料、数量等要素必须齐全 4）图纸性质应在图样中标明是修制图抑或是工作图（后者有多种称谓如测绘图、设计图、工作图等）

大规模专业培训 BZ 4.修制图测绘图实例 1）轴套类零件修制图图5是某立式铣床进给箱的第十二轴因其键槽被啃坏须修制而出具的修制图 2）盘类零件的修制图6是某数控车床皮带轮因内孔和传动用的键槽严重磨损须修制而出具的修制图图5 轴类零件的修制图图6 轮盘类零件的修制图

大规模专业培训 BZ 3）叉架类零件测绘图图7是某加工中心传动系统中一前联轴节（属叉架类零件）因断裂须测绘新制而出具的测绘图 4）齿轮类零件的测绘图齿轮件是机械设备中用得最普遍的传动件，它本可归属轮盘类零件，但因其有自身的特性与功能、又有不同于一般轮盘类零件的测绘特点，因此特将其单列出来讲述。图8是CQ61100车床主轴箱内的一传动齿轮，该件因有数个轮齿折断须测绘新制。测绘时齿数Z、模数m、压力角α、变位系数ξ是必须确定的齿轮的基本参数。图7 叉架类零件的测绘图图8 齿轮件的测绘图

大规模专业培训 BZ 五、机械失效零件的修复技术修理机械设备面对的一个重要工作就是修理程序（即修理工艺）的编排，而编排修理工艺时必将涉及尺寸链的处理问题： 1.当尺寸链并联时，修理工作应从公共环开始，按顺序修理与公共环有关的各组尺寸链的组成环 2.当尺寸链串联时，修理工作应从公共基准面开始，分别沿两支尺寸链按顺序进行。对于几个有相对位置精度要求的作用面，要从保证精度、减少修理工作量等方面考虑修理的先后次序。一般应遵守下列原则： 1）先修（刮）大面，后修小面； 2）先刮复杂面，后修简单面； 3）先修难加工的作用面，后修易加工的作用面；4）先修技术要求较高的作用面，后修技术要求较低的作用面当配刮两相配件时，修理次序如下：1）先刮大作用面； 2）先刮大件，后配刮小件；3）先刮刚性好的工件；4）先修便于用标准工具或便于机床加工的作用面。零件修复后应能满足： 1）零件修复后必须恢复和保持零件原有的各项技术要求，或有所提高； 2）修复的零件要有足够的使用寿命； 3）修复零件时要考虑经济效益。

大规模专业培训 BZ 六、机械设备修理的具体步骤修理机械设备实作中的第一步工作通常是拆卸与装配 1.拆卸（1) 机械设备的拆卸的一般原则：1）根据机械设备的结构特点，选择合理的拆卸步骤,即：整体→总成→部件→零件或由附件到主机，由外部到内部 2）合理拆卸：能不拆的就不拆，该拆的必须拆 3）正确使用拆卸工具和设备（2）常见的拆卸对象 1）主轴部件的拆卸 2）齿轮副的拆卸 3）轴上定位零件的拆卸 4）螺纹联结的拆卸 5）过盈配合件的拆卸 6）不可拆联结件的拆卸拆卸下来的零件应进行清洗，其中包括脱脂、除锈、清除涂装层。清洗后的零件应作检验。修复或新制作的零件应重新装配到部件或组件上以恢复机械设备的原态。 2.装配 (1)装配的类别根据装配对象的不同可将装配分为下列几类（以柴油发动机为例）： 1)螺纹联结件的装配 2)带轮的装配 3)滚动轴承的装配根据轴承的不同特点又分为常温装配、加热装配和冰冷装配 4)活塞连杆组的装配

（2）装配方法 把不同的装配工艺方法进行分类，可分为下列5种方法 1）完全互换法该装配法指不经任何选择、修配或调整，将加工合格的零件装配成符合精度要求的机械设备。 2）部分互换法指考虑到各零件加工误差的随机性，将尺寸链中各环的公差放大使之容易加工而致产生少量不合格品的装配方法。该法的合理性在于绝大多数零件获得了较大的加工公差而是加工变得易于执行。 3）选配法指为了保证配合精度，在两个或三个配合偶件中，将尺寸增大的增环零件和尺寸偏大的减环零件对应装配在一起。该法又可细分为直接选配法和分组选配法 4）修配法指将零件的公差放大后再进行制造使零件装配时能够有一定的返修余量，经过对个别零件的修配加工，最后达到所要求的装配精度。当采用刮研工艺修配时，最大刮研量常取0.10~0.30mm,当采取磨削工艺时最大刮研量常取0.05~0.15mm。 5）调整法指将补偿件移动一定的距离或者装入一个具有补偿量的补偿零件来实现误差的补偿的装配方法。需修制或新制的零件是要放到现场上加工制作的，而加工制作就需要提供修制件的工作图，即人们常说的图纸。而图纸的来源不外两种情况（1）原机械设备购置时随机而至的图纸；（2）测绘所得的图纸。随机来的图纸经与修制实物核对后可直接投到现场使用，测绘所得的图纸与随机图纸具有等效价值，而实际修理工作中对零件的测绘是绕不开的一个环节。因此测绘零件时应注意下列各项： ① 绘图时应先绘制传动系统图及装配图，然后再测绘零件图 ② 测绘零件尺寸时要正确选择基准面 ③ 测绘磨损零件时，对其磨损原因应加以分析以便于在修理时改进

大规模专业培训 BZ ④ 测绘零件的某一尺寸时，必须同时测量测量配合零件的相应尺寸，在只更换一个零件时更应如此 ⑤ 在尺寸的测量中应注意：a.选择适当部位及多点位测量 b.测量方向 c.被测尺寸在零件中的地位和性质 d.各类零件的特殊参数测量应验算、核对 6）零件的配合公差、热处理、表面处理、材料及表面粗糙度要求等应标注齐全 7）机械设备经过大中修理后，个别零件的个别尺寸与原件或原图尺寸不符者，应在测绘图中注明。 8）测绘所得图纸必须核对，保证无误。三、测绘零件的类别根据测绘零件外形特征可将零件分类如下：零件的类别轴套类零件轮盘类零件叉架类零件箱体类零件其它类零件

大规模专业培训 BZ 七、零件的修复 1.零件的修复：在不报废原零件的条件下对已磨损或失去精度的零件采取一些措施使之复原的工艺方法称之为零件的修复。此目的在于以最短的时间、最省的费用达到有效地消除机械设备的故障、提高设备的利用率。修复零件的优点： 1）减少备件储备以达到减少资金的占用，起到节约的功效。 2）减少更换件的制造，以缩短设备的停修时间，提高设备的利用率。 3）减少制造工时，节约原材料以降低修理费用 4）利用新技术修复旧件还可以提高零件的某些性能，从而以延长零件的使用寿命。修复工艺的类别：零件的修复工艺研磨刮研焊接粘接塑性变形喷涂电镀扣合镶加

大规模专业培训 BZ 2.零件的修复工艺当采用切削加工方法和其他加工方法恢复待修零件磨损部位的形状精度、位置精度、表面粗糙度和其他技术要求而获得的新尺寸称为修理尺寸。而与此相配合的另一较简单的零件则按相应尺寸制作新件或作修复来保证原有的配合性质。此种工艺方法称之为修理尺寸法。在零件的诸种修复方法中，机械加工是最基本、最重要的方法。（1）机械修复法利用机械联结，如螺纹联接、键联接、销联接、铆接、过盈联接和机械变形等各种机械方法，使磨损、断裂、缺损的零件得以修复的方法称为机械修复法。该法有以下类型： 1)镶加零件修复法 2)局部修复法 3)塑性变形修复法 4)金属扣合法该法又可细分为下列几个小类型金属扣合法强固扣合法强密扣合法优级扣合法热扣合法

大规模专业培训 BZ （2）电镀修复法这是利用电解的方法使金属或合金沉积在零件表面上形成金属镀层的工艺方法。依镀层材料或获得镀层方式的不同又可将电镀修复法再分为镀铬、镀铁、刷镀等。其中因镀铬有许多优点又应用范围广泛，所以重点讲解如下：镀铬层的优点：1）硬度高，可达800~1000HV,摩擦因素小，是钢和铸铁的50%，耐磨性高，高于无镀层的2~50倍，导热率比钢和铸铁高约40%；2）具有较高的化学稳定性，能长时间保持光泽，抗腐蚀性强；3）镀铬层与基体金属有很高的结合强度。但镀铬层也有其缺点：主要是脆性高，只能承受均匀分布的载荷，受冲击破裂。（3）热喷涂修复法用高温热源将喷涂材料加热至溶化或呈塑性状态，同时用高速气流使其雾化，喷射到经过预处理的工件表面上形成一层覆盖层的过程称为喷涂。将喷涂层继续加热，使之达到熔融状态而与基体形成冶金结合，获得牢固的工作层称为喷焊或喷熔。人们将喷涂和喷熔统称为热喷涂。热喷涂技术有下列特点： 1）适用材料广，喷涂材料广 2）涂层的厚度不受严格限制，可以从0.05mm到数毫米。且涂层组织多孔，易存油，润滑性和耐磨性都较好。 3）喷涂时工件表面温度低，一般为70~80°C,不会引起零件的变形和金相组织改变。 4）设备不复杂，工艺简便，可在现场作业。

大规模专业培训 BZ 但热喷涂技术有下列缺点：1）喷涂层结合强度不高；2）喷涂前工件需经毛糙处理，将降低零件的强度和刚度；3）热喷涂所获得的多孔组织易发生腐蚀；4）不宜用于窄小零件表面和受冲击载荷的零件的修复。（4）焊接修复法利用焊接技术修复失效零件的方法称为焊接修复法。该法有下列优点：1）结合强度高；2）可修复大部分金属零件因各种原因引起的损坏；3）可局部修换，也能切割分解零件，还可校正零件形状，对零件进行预热和热处理；4）修复质量好、生产率高、成本低，灵活性大；5）不受零件尺寸、形状和场地以及修补层厚度的限制，便于野外抢修。但该法有下列缺点：1）易产生焊接变形和应力，以及裂纹、气孔、夹渣等缺陷；2）不适宜修复较高精度、细长、薄壳类零件。（5）粘接修复法应用粘接剂对失效零件进行修补或联接，恢复零件使用功能的方法称为粘接修复法。（6）其他修复技术除上述五种修复技术外，还有表面强化技术、在线带压堵漏技术等，这些修复技术统归于其他修复技术。

大规模专业培训 BZ 八、修复技术详述修复技术一——刮研技术刮研是利用刮刀、拖研工具、检测器具和显示剂，以手工操作的方式，边刮削加工，边研点测量，使工件达到规定的尺寸精度、几何精度和表面粗糙度等要求的一种精加工工艺。 1.刮研技术的特点：（1）可以按照实际使用要求将导轨或工件平面的几何形状刮成中凹或中凸等各种特殊形状，以解决机械加工不易解决的问题，消除由一般机械加工所遗留的误差；（2）刮研是手工作业，不受工件形状、尺寸和位置的限制；（3）刮研中的切削力小，产生的热量小，不易引起工件受力变形和热变形；（4）刮研表面接触点分布均匀，接触精度高，如采用宽刮法还可形成油楔，因而润滑性好、耐磨性高；（5）手工刮研掉的金属层可小到几微米以下，能达到很高的精度要求。刮研法的缺点：工效低，劳动强度大。 2.刮研工具和器具刮研工作常用的工具和器具有刮刀、平尺、角尺、平板、角度垫铁、检验棒、检验桥板、水平仪、光学平直仪、塞尺和其他量具等。（1）刮刀是刮削工艺的主要工具一般采用碳素工具钢或轴承钢制作（2）基准工具基准件是用以检查刮削面的准确性、研点多少的工具。用作基准件的有检验平板、检验平尺 3.显示剂用来反映工件刮削表面与基准工具互研后，保留在其上面的一种有颜色的涂料。常用的有红丹粉、普鲁士蓝油、松节油等

大规模专业培训 BZ 4.刮研的精度检查刮研面的精度检查一般以工件表面上显点数来表示。无论是平面刮研还是内孔刮研，经过刮研后，检测表面上显点的多少和均匀程度直接反映了平面的直线度和平面度，以及内孔面的形状精度。（一）平面刮研平面刮研常用的方法有两种：一种是手推式刮研，一种是挺刮式刮研。工件的刮研过程如下：（1）粗刮这是用粗刮刀进行刮削，并使刀花连成一片。（2）细刮用细刮刀进行刮削，在粗刮的基础上进一步增加接触点。（3）精刮在细刮后，为进一步提高工件的表面质量而进行的刮削。精刮后的表面要求在每刮方内的研点应有20~25点以上。（4）刮花刮花可增加刮削面的美观并能使滑动表面之间形成良好的润滑条件，还可以根据花纹的消失来判断平面的磨损程度。常见的花纹有斜花纹、鱼鳞花纹和半月形花纹。（二）机床导轨的的刮研机床导轨是机床移动部件的基准。机床有不少几何精度检验的测量基准是导轨，导轨的精度直接影响到被加工零件的几何精度和相互位置精度。 (1)导轨刮研基准的选择一般情况下，应选择能保持机床原有制造精度且精度较高的、不需要修理或稍加修理的零部件安装面、孔、槽作为机床导轨的刮研基准。基准的数量，对于直线移动的一组导轨来说，在水平面内和在垂直平面内应各选一个刮研基准。例如，卧式车床床

大规模专业培训 BZ 身导轨的刮研基准，在水平面内，可选择进给箱安装平面和光杠、丝杠、操纵杆托架安装平面；在垂直平面内，可选择主轴箱安装平面和纵向齿条安装平面。这样便于恢复机床整机精度和减少总装配的工作量。图9是卧式车床床身导轨横截面图。刮研基准有如下几个方案可选择： 1）以大溜板主导轨面2、3作基准它是车床几何精度检验的主要基准。因其面积大，因而修理工作量大。但以此导轨面为基准便于检查其他导轨面。由于该导轨面磨损最严重，不利于保持机床的原始状态，因此刮研该基准时，应先以齿条安装面7作其辅助基准 2）选择尾座导轨面作为基准尾座导轨面磨损量小，常保持有基本没磨损的部位，以此为基准有利于保持机图9 床身导轨截面

大规模专业培训 BZ 床的原始状态。但5、6面较窄，不易获得较高精度，因此还应以平面4作为其辅助基准。 3）以齿条安装面7为基准这是基本不磨损的基准面，以此为基准有利于保持车床主要零部件原始的相互位置。但该面加工精度较低，不便于检查其他导轨面。适于作精刨、磨削时的加工基准。综上所述：由于导轨多数情况下是配对加工和装配的，因此配刮导轨副时刮研基准的选择应以下列三个条件：1）变形小、精度高、刚性好、是主要导向的导轨；2）尽量减少基准转换；3）便于刮研和测量的表面。 (三）导轨形状、位置精度的检测导轨面2、3刮研后，须检测其形状、位置精度，图10是以齿条安装面为基准，检测导轨面2、3的检测方法示意图。这是检测棱形导轨面对齿条安装面的平行度的图示。图10 棱形导轨对齿条安装面的平行度检测方法

大规模专业培训 BZ 图11是检测平面1对棱形导轨的平行度的方法。（四）机床导轨的修理工艺机床导轨的修理工艺通常有刮研、精刨、精磨与配磨等，各有特点和适用条件。 1.矩形导轨□，V―平面组合导轨、双V形组合导轨、燕尾形导轨的刮研 2.导轨的精刨 3.导轨的精磨、配磨九、机械设备修理的检具和研具 1.平尺、平板、角尺 1）平尺主要用于检验工件的直线度、平面度误差，也可作为刮研的基准，还可用于检测零部件的相互位置精度。 2）平板用于涂色法检查零件的直线度、平面度，与其他量具、量仪配合可检验工件的尺寸精度、角度、形位公差，常用作刮研基准。 3）90°角尺用于检验零部件的垂直度，也可用于划工件的垂直线。图11 平面导轨1对棱形导轨的平行度的检测方法

大规模专业培训 BZ 2.检验棒 1）锥柄检验棒用于检验机床主轴、套筒类零件的径向跳动、轴向窜动，也可用于检验直线度、平行度、同轴度、垂直度等。 2）圆柱检验棒其外圆柱面的母线可作测量用的直线基准。 3.研磨棒和研磨套 1）研磨棒是一种研磨内圆柱表面的研磨工具。有整体式和可调式两种结构。 2）研磨套是一种研磨外圆表面的研磨工具。一般做成可调式 3.水平仪和准直仪 1）普通水平仪水平仪是一种以重力方向为基准的精密测角仪器。当气泡在管中停住时，其位置必然垂直于重力方向。即当水平仪倾斜时，气泡本身并不倾斜，反映了一个不变的水平方向。水平仪的主要组成部分是水准管。水准管是一个精密的玻璃管，内装精馏乙醚，并留有一定量的空气以形成气泡。测量精度为0.02/1000。图12是4"水准管内腔曲率尺寸图图12 4″水准管内腔曲率

大规模专业培训 BZ 2）精密水平仪测量精度可达0.01/1000, 0.005/1000 和0.0025/1000 ，常用的有光电合像水平仪、电子水平仪、电感式水平仪。光学合像水平仪主要由目镜、微分调节系统、水准器、棱镜、底座等组成。 3）光学平直仪（或称自准直仪）由仪器本体和反射镜两部分组成。十、机械设备修理精度的检验方法 1.机械设备几何精度的检验方法主轴旋转精度检验 1）径向圆跳动的检验图12a 表示的外表面径向的圆跳动的检验,图12b表示的是内表面径向圆跳动的检验。 2）周期性轴向窜动的检验图13分别表示了周期性轴向窜动的三种检验方法。 3）端面圆跳动的检验图14表示了端面圆跳动的检验方法

大规模专业培训 BZ 图13a 外表面径向圆跳动的检测方法将指示器的测头垂直地触及被检验的旋转表面上，使主轴缓慢地旋转，指示器的最大差值就是外表面的径向圆跳动误差，该误差在规定值内则表明其径向圆跳动合格。

大规模专业培训 BZ 当检测内莫氏锥面轴线的径向圆跳动时，可将检验棒插入该莫氏孔内，将指示器测头垂直触及检验棒的圆柱面上进行检验，一般在规定长度的A、B两个截面上检验，并应将检验棒相对主轴孔旋转90°重新插入再在A、B两个截面上作一次检测，四次测量读数的算数平均值即为该内莫氏孔的径向跳动误差，该误差应在规定值内。图13b 内表面径向圆跳动和轴线直线度的检测方法

大规模专业培训 该项精度的检测方法是：首先在测量方向上对主轴施加一规定轴向力，将指示器测头触及前端面的a点，记下指示器的示值，然后撤除轴向力，记下指示器的示值，可得出施力时与不施力的示值差Δ1 ，另指示器放在与a相隔180°的位置b重复上面的测量，获得示值差Δ2 ，则Δ1与Δ2 的平均值就是周期性轴向窜动的近似值，该值应不大于规定值。 BZ 图14 车床主轴周期性轴向窜动的检测方法

大规模专业培训 BZ 该项精度的检测方法是：主轴低速旋转，并对主轴施加规定的轴向力，指示器放置在距中心规定距离a处，并垂直于被测表面，在圆周相隔一定间隔的一系列位置上检测，其中的最大示值差就是主轴端面的圆跳动误差，该值应不大于规定值。图15 主轴端面圆跳动的检测方法

大规模专业培训 BZ 2.装配质量的检验和机床试验机床的装配质量主要从零部件安放的正确性，紧固的可靠性，滑动配合的平稳性，彼此之间相对位置的准确性，外部质量以及几何精度等方面进行检查。对重要的零部件应单独进行检查，以确保修理质量。 1）导轨直线度的检测移动溜板可检测导轨在水平面内直线度，如图16所示：将长圆柱检验棒1在两顶尖间顶紧，调整尾座上的螺钉4，使百分表在C—C截面处和D—D截面处同侧的读数相等，在检验棒的任意横截面用手转动检验棒，百分表的示值不变，则说明检验棒已调整好，这时将百分表置于水平位置，移动溜板3在导轨全程上检测，百分表的最大读数差就是导轨在水平面内的直线度误差，该差值Δ应≤0.03mm。(车床总长≤2m,床身上工件最大回转直径>800mm) 图16 车床导轨直线度的检测方法

大规模专业培训 BZ 同理，可检测导轨在垂直面内的直线度误差：将百分表置于垂直位置如图中B 所示，移动溜板3在导轨全程上检测，百分表的最大读数差就是导轨在垂直平面内的直线度误差，该差值Δ应≤0.02mm/m。(溜板行程≤2m) 2)床头和尾座两顶尖等高度的检验床头主轴与尾座套筒轴线不等高，实际上就是两者不同轴，在此条件下加工所得的工件在轴向上将产生锥度，在横截面上将产生非圆曲线，因而工件将存在径向上的圆度误差和轴向上的锥度误差。另外，当刀具置于尾座套筒中加工工件孔时，孔径会变大。检验方法是：将检验棒置于前后顶尖间并顶紧，将百分表固定于溜板上，其测头触及检验棒的水平母线，移动溜板，如果百分表读数不一致，则应调整尾座上的螺钉4使溜板移动时百分表示值不变。然后将百分表置于图17 图17 车床主轴中心与尾座套筒中心等高度的检验

大规模专业培训 BZ 中B所示的状态，即百分表表头触及检验棒的上母线，在导轨全程是那个移动溜板，百分表的最大读数与最小读数的差值，就是主轴中心与尾座套筒中心的等高度误差，该误差应≤0.06mm(床身上最大工件回转直径≤400mm) 十一、典型机械设备的修理 1.主轴的修理车床主轴的主要失效形式是Φ75.25mm(1:12)和Φ105.25mm(1:12)的轴径磨损、莫氏6号锥孔的磨损及主轴受外载荷产生的弯曲变形。图13所示是CA6140车床的主轴。 1）轴承支承轴颈磨损的修理 Φ75.25mm(1:12)和Φ105.25mm(1:12)的两轴颈因是主轴的支承点，因而也是受力点，所以此处较易磨损。由于一般磨损量不大，故工厂里常采用镀铬→精磨的修复工艺。 2）莫氏锥孔磨损的修理由于莫氏锥孔常要装拆芯轴或夹具，因而会磨损、变形。若磨损、变形量不大，其修理办法是精镗或磨削该孔使之恢复原有尺寸和精度。若磨损、变形量较大，则常采用将该孔扩大一尺寸等次，然后在该孔内镶加一锥套，该锥套的内孔按莫氏6号制作。 3）主轴弯曲的修理

大规模专业培训 BZ 若主轴弯曲量不大，可采用校直→去应力的工艺方法修复；若弯曲量较大，则一般采用换新轴的方法修理。CA6140车床主轴部件图见图18所示。图18 CA6140车床主轴部件图

大规模专业培训 BZ 2.轴承的修理轴承有滚动轴承与滑动轴承两大类别，滚动轴承磨损后，常采用更换新轴承的方法修理，而滑动轴承磨损后，常采用原件修复的方法修理。滑动轴承有整体式与剖分式之分，后者常称为轴瓦，机床上的滑动轴承以剖分式居多。图14是某磨床砂轮主轴滑动轴承——剖分式滑动轴承的一半。该件的修复工艺如下：1）刮研轴瓦，使刮研面与检验芯轴的接触面积达到80%∽85%且色斑均匀。2）研磨轴瓦，使轴瓦刮研面与检验芯轴的接触面积达到90%∽95%且色斑均匀。 3.丝杠螺母副的修理 4.曲轴连杆机构的修理 5.齿轮传动的失效与修复齿轮传动具有传递运动准确，传动精度高，传动效率高等优点，是机械设备上的主要和最常见的传动机构。齿轮传动的失效形式：1）在开式齿轮传动

大规模专业培训 BZ 3.丝杠螺母副的修理普通机械设备上的的丝杠螺母副，一般而言，螺母件为易磨损件，丝杠为耐磨损件，螺母件的失效常表现为内螺纹的磨损，严重者，内螺纹完全被磨掉，这时常以测绘、制作新建来修复螺母，为了保证与原丝杠的良好配合，螺母的内螺纹常与丝杠配作。图19为一实例。图19X209垂直主轴箱走刀螺母测绘图

大规模专业培训 BZ 中，齿面易产生磨料磨损；2）在闭式齿轮传动中，齿面易产生疲劳点蚀；3）传力较大的齿轮齿根易产生裂纹甚至断裂；4）润滑不良的齿轮传递较大的力矩时易产生齿面烧伤和胶合。齿轮的修复：对于中小模数的齿轮一般直接成对更换、制作新齿轮；对传动比较大的齿轮副，常用精整方法修复大齿轮、更换小齿轮的修复方法；对大模数齿轮的磨损，可用喷涂方法修复尺寸，然后再精整齿面；对断齿和有裂纹的大模数齿轮，常用镶齿或焊补法修复。 6.车床的试车与验收（1）车床空运转试验 1）固定结合面应紧密贴合用0.03mm塞尺检验时应插不进去，滑动导轨的表面用涂色法检验，除达到接触斑点要求外，还要用0.03mm塞尺检验，在端部插入深度≤20mm。转动手轮所需的最大操纵力不超过80N。 2）从低速开始依次运转主轴的所有转速，进行主轴空运转试验，在高速时运转时间不得少于半小时。运转时，要求滚动轴承的主轴温升不得超过40°C; 滑动轴承的主轴温升不得超过30°C; 其他轴承的主轴温升不得超过20°;主轴箱的振动和噪声不得超过规定

大规模专业培训 BZ 值。 3）在主轴空于运转试验时，主轴箱中润滑油面不得低于油标线，液压泵供油润滑时，供油量要充分。变速手柄调节要灵活，定位要准确可靠。调整摩擦离合器器，使其在工作位置时能传递额定功率而不发生过热现象；处于非工作状态时，主轴能迅速停止运转。制动闸带调整松紧合适，达到主轴在处于300r/min转速运转时，制动后主轴转动不大于2∽3r;非制动状态闸带能完全松开。 4）尾座部件的顶尖套筒由套筒孔最内端伸出至最大长度时，无不正常的间隙和滞塞现象，手轮转动轻便，顶尖套筒夹紧装置操作灵活可靠。 5）床鞍与刀架部件在空运转试验时，要达到床鞍在床身导轨上移动平稳，中、小滑板在其燕尾导轨上移动平稳，塞铁、压板调整松紧适当。各丝杠旋转灵活准确，带刻度的手轮手柄反向时空程不超过1/20转。 6）进给箱输出的各种进给量应与转换手柄标牌指示的数值相符。在进给箱内各齿轮定位可靠，变速换位准确，各级速度运转

大规模专业培训 BZ 平稳。 7）溜板箱各控制手柄转换灵活准确，无卡阻现象，纵横向快速进给运动平稳。丝杠开合螺母控制灵活。安全离合器弹簧调节松紧适当，传力可靠，脱开迅速。 8）带传动装置调节适当，四根V带松紧一致。 9）电气设备控制准确可靠，电动机转向正确；润滑、冷却系统运行可靠。（2）车床工作精度试验车床工作精度试验是检验车床动态工作性能的主要方法。试验项目有：精车外圆、精车端面、精车螺纹及切断试验。 1）精车外圆试验用高速钢车刀车削Φ30∽ Φ50mm x 250mm的45碳素钢棒试件，检验所加工零件的圆度误差不大于0.01mm，圆柱度误差不大于0.01mm,表面粗糙度Ra值不大于1.6μm。 2）精车端面试验用45°的标准右偏刀加工Φ250mm的铸铁试件的端面，加工后其平面度误差不大于0.02mm，且只允许中间凹。

大规模专业培训 BZ 3）精车螺纹试验精车螺纹主要是检验车床的传动精度用60°高速钢标准螺纹车刀加工Φ40mm x500mm的45碳素钢棒试件。加工后要达到螺纹表面无波纹及表面粗糙度Ra 值不大于1.6μm,，螺距累计误差在100mm测量长度上不大于0.06mm,在300mm测量长度上不大于0.075mm。 4）切断试验用宽5mm标准切断刀切断Φ80mm x150mm的45碳素钢棒试件，要求切断后试件切断底面不应有振痕。十二、车床常见故障及排除方法

大规模专业培训 BZ 序号1 故障内容圆柱类工件加工后外径有锥度产生原因(1) 主轴箱主轴中心线对床鞍移动导轨的平行度超差 (2) 床身导轨倾斜，这一项精度超差过多，或装配后发生变形 (3) 床身导轨面严重磨损，主要三项精度均已超差 (4) 两顶尖支承工件时产生锥度 (5) 刀具的影响，刀刃不耐磨 (6) 由于主轴箱温升过高，引起机床热变形 (7) 地脚螺钉或调整垫铁松动消除方法(1) 重新校正主轴箱主轴中心线的安装位置，使工件在公差范围内 (2) 用调整垫铁重新校正床身导轨的倾斜度 (3) 刮研导轨或磨削床身导轨 (4) 调整尾座两侧的横向螺钉 (5) 修正刀具，正确选择主轴转速和进给量

大规模专业培训 BZ (6) 如冷态检验工件时精度合格而运转数小时后工件即超差时，可按“主轴箱的修理”中的方法降低油温，并定期换油，检查液压泵进油管是否堵塞 (7) 按调整导轨精度方法调整并紧固地脚螺钉序号2 故障内容圆柱形工件加工后外径有椭圆或棱圆产生原因（1）主轴轴承间隙过大（2）主轴轴颈的椭圆度过大（3）主轴轴承磨损（4）主轴轴承（套）的外径（环）有椭圆或主轴箱体轴孔有椭圆，或两者配合间隙过大消除方法（1）调整主轴轴承的间隙（2）修理后的主轴轴颈没有达到要求，这一情况多数反映在采用滑动轴承的结构上。当滑动轴承尚有足够的调整余量时，可将主轴的轴颈进行修磨，使之达到圆度要求（3）刮研轴承，修磨轴颈或更换滚动轴承

大规模专业培训 BZ （4）修整主轴箱体的轴孔并保证它与滚动轴承外环的配合精序号3 故障内容精车外径时在圆周表面上与主轴轴心线平行或成某一角度重复出现有规律的波纹产生原因（1）主轴上的传动齿轮齿形不良或啮合不良（2）主轴轴承的间隙太大或太小（3）主轴箱上的带轮外径（或带槽）振摆过大消除方法（1）出现这种波纹时，如波纹的头数或条数与主轴上传动齿轮齿数相同，就能确定。一般在主轴轴承调整后，齿轮副的啮合间隙不得太大或太小，在正常情况下侧隙保持在0.05mm左右。当啮合间隙太小时可用研磨膏研磨齿轮，然后全部拆卸清洗。对于啮合间隙过大或齿形磨损过度而无法消除这种波纹时，就应更换主轴齿轮（2）调整主轴轴承的间隙（3）消除带轮的偏心振摆，调整它的滚动轴承的间隙

大规模专业培训 BZ 序号4 故障内容精车后的工件端面中凸产生原因（1）溜板移动对主轴箱主轴中心线的平行度超差，要求主轴中心线向前偏（2）床鞍的上下导轨垂直度超差。该项要求是溜板上导轨的外端必须偏向主轴箱消除方法（1）校正主轴箱主轴中心线的位置，在保证工件正确合格的前提下要求主轴中心线偏向刀架（2）经过大修理以后的机床出现该项误差时，必须重新刮研床鞍下导轨面，只有尚未经过大修理而床鞍上导轨的直线度精度磨损严重而形成工件中凸时，可刮研床鞍的上导轨面序号5 故障内容用切槽刀切槽时产生“颤动”或外径重切削时产生“颤动” 产生原因（1）主轴轴承的径向间隙过大

大规模专业培训 BZ （2）主轴孔后轴承端面不垂直（3）主轴中心线或与滚动轴承配合的轴颈的径向振摆过大（4）主轴的滚动轴承内环与主轴锥度的配合不良（5）工件夹持中心孔不良消除方法（1）调整主轴轴承的间隙（2）检查并校正后轴承端面的垂直度（3）将主轴的径向振摆调整至最小值，如滚动轴承的振摆无法避免时，可用角度选配法减少主轴的振摆（4）修磨主轴（5）在校正工件毛坯后，修正顶尖中心孔序号6 故障内容重切削时主轴转速低于标牌上的转速或发生自动停车

大规模专业培训 BZ 产生原因（1）摩擦离合器调整过松或磨损（2）开关摇杆手柄接头松动（3）开关摇杆和接合子磨损（4）摩擦离合器轴上的弹簧垫圈或锁紧螺母松动（5）主轴箱内集中操纵手柄的销子或滑块磨损，手柄定位弹簧过松使齿轮脱开（6）电动机传动V带调节过松消除方法（1）调整摩擦离合器，修磨或更换摩擦片（2）打开配电箱盖，紧固接头上的螺钉（3）修焊或更换摇杆、接合子（4）调整弹簧垫圈及锁紧螺钉（5）更换销子、滑块，将弹簧力量加大（6）调整V带的传动松紧程度

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