机床导轨修复方法研究

耿建红

摘　要：机床导轨是机床运动精度的基础，每个零部件以它为基准进行安装或执行运动。但在长期使用过程中由于保养不当等原因往往会产生磨损，此时需要对其进行修复，以保持机床的运动精度以及设备的完整性，确保机器能够达到教学标准。本文对机床导轨的分类、磨损原因以及修复措施进行了论述，希望对后续导轨修复起到一定参考作用。

关键词：机床导轨；磨损；修复

0　引言

工业是一个国家的命脉所在，强大的工业水准才能支撑起国家的基础建设需求，机床是工业中Z重要、Z常用的设备，其被誉为“工作母机”。高精度机床已经成为新时期工业发展不断追求的目标之一，机床精度的高低直接反映出国家的工业水准。而机床Z重要的部件就是导轨，导轨是机床运动精度的基础，零部件都以它为基准进行安装或执行运动，导轨磨损会导致机床加工精度降低影响加工质量。教学中的机床，由于导轨的磨损导致加工困难，达不到教学要求。因此，无论是对企业效益的保证，还是对学校教学质量的提高，都有必要对机床导轨磨损修复的方法进行探讨。

1　机床导轨的分类及特点

导轨副也被叫做导轨，对运动构件起到导向和支撑的作用，引导构件沿一定方向做往复运动。导轨对运动构件的运动起到一个平衡力，约束其运动方向并确保其稳定运动的作用。导轨中与机床连接不动的部分为静导轨或支撑导轨，与运动部件连接相对比较短的部分我们通常称之为动导轨，前者对后者起到支撑作用，静导轨面称为承导面。根据机床导轨的工作原理及特点，我们将其分为以下几种：滑动导轨、静压导轨、磁悬浮导轨、滚动导轨以及复合导轨等，其中我们Z常见且常用到的是滑动导轨和滚动导轨[1]。

1.1 滑动导轨  滑动导轨简单可靠、抗震性能强、经济适用且制造成本低廉，是Z常用的导轨结构，在机床产品中应用Z为广泛。滑动导轨得益于其构造，有承载力大且刚性强的优点，对载荷较大的切削通常用这种导轨。阻尼性能好，能很好的抑制机器启停时产生的震动。目前各个国家对滑动导轨的研究越来越重视，随着科技发展，滑动导轨仍有其待挖掘之处[2]。

1.2 滚动导轨  高速数控机床则经常采用滚动导轨，滚动导轨不同于滑动导轨，它采用柱体、球体等作为滚动载体，以滚动摩擦代替滑动摩擦，减小摩擦力。由此，滚动导轨工作时没有震动现象，即使是低速工作，也不会产生“爬行”现象。工作时，导轨发热现象较轻，使用寿命更久。基于以上优点，滚动导轨可以以比较低的成本进行专业生产，目前有关滚动导轨的研发趋势也朝向模块化、集成化以及低噪音的方向发展。

1.3 静压导轨  静压导轨的工作原理就是将润滑油通过节流器流入导轨面上，形成油膜，将动导轨与静导轨隔离开，当动导轨加以负载时，油液膜变薄，将油液通过封边不断挤压回油箱，同时回油间隙也变薄，阻力变大，邮箱压力也变大，可以平衡内外压差，静压导轨能避免动静导轨之间的磨耗，同时加工精度也远超滚动导轨和滑动导轨[3]。

1.4 磁悬浮导轨  磁悬浮导轨是利用磁场力将导轨抬升的技术，相比于前三种，磁悬浮导轨能够实现超精密、超高速的加工要求，是未来机床的理想状态。

2　机床导轨面常见失效形式及原因分析

在机床加工过程中，除了支撑活动部件外，导轨还必须确保活动部件可以在外力作用下沿给定的方向精确地线性移动。因此，导轨需要满足一定的引导精度、运动过程中的轻便性和稳定性、足够的刚度、良好的耐磨性、受温度变化的影响小以及结构可制造性的要求。

导轨是机床的必要部分，如果导轨出现磨损等问题，机床的精度将受到很大影响以致不能工作，这种状态称之为故障。导轨常见的故障有磨损、表面压痕、划痕、疲劳、生锈、断裂和烧伤等。其中表面压痕是由于加工载荷过大而造成的，加工载荷大于导轨承受能力就会造成压痕损伤;划痕则是由于导轨中落入颗粒物，导致在工作过程中碾压过硬颗粒而形成的损伤;疲劳损伤是机床导轨的使用寿命超过极限，且工作人员疏于保养，导致在载荷较大的工作中受损，产生导轨面剥离的现象;生锈则是金属导轨面长时间不工作且保养间隔过久，而加工过程中产生的碎屑，油污等腐蚀性液体或者由于空气湿度较大，从而造成导轨面生成腐蚀物而造成的损伤。断裂一般是由于导轨质量差，所用材料耐磨性低，工作中的载荷又较大，难以承受而造成的损伤;烧伤一般是由于加工负荷大，润滑条件不达标，过度摩擦生热引起导轨表面颜色变化的现象。

导轨的损伤会严重影响机床加工质量，加工精度不达标或出现残次品，严重影响企业生产效率、生产质量以及教学质量，使用过程中也存在安全隐患，后期维修也会耗费大量的人力物力财力，往往需要一定的时间才能完全修复，因此需要引起重视。导致磨损的原因可以细分为以下几种：

2.1 润滑不良  边界润滑是导轨Z常用的润滑方法，就是在导轨表面注油使其表面形成一层致密油膜，该油膜会吸附在摩擦面上，从而大大降低了摩擦面的摩擦系数。然而随着导轨运行时间的增加，油路会被阻塞或无法及时供应，这将导致局部干摩擦。干摩擦的阻力远远大于有油膜的情况，不久就会使轨道产生损伤[4]。

2.2 氧化磨损  部分机床或机床的部分部位，不经常使用，如果疏于保养及维护，那么导轨表面长时间暴露在空气中，会发生氧化反应，形成氧化物杂质，之后再启用该导轨，会使氧化物脱落，导轨在往复运动中不断摩擦这些杂质，形成损伤，这种损伤常