谈电加工在修复机床导轨中的应用

[摘 要]在设备的大修过程中，特别是床身导轨的表面经过若干次大修后，由于经过反复精刨、精磨、刮研等，导轨表面的硬度、强度、耐磨性、耐腐蚀性等各项性能指标显著下降，不能达到机床导轨的使用要求。为了解决和恢复导轨表面应有的性能、延长其使用寿命，我们对此问题进行技术攻关，经过多次试验和探索，采用了电加工这一新型热处理技术，应用在机床导轨的表面，对导轨表面进行热处理，进一步提高导轨表面的各项性能指标。取得了比较理想的效果。

[关键词]电加工技术；导轨表面；性能指标

机床导轨的主要功用是导向和承载。它要求具有稳定的工作精度，良好的耐磨性以及要满足设备的力学性能等指标。机床经过若干次大修后，导轨表面的硬度、强度等不同程度地受到影响，为了恢复导轨应有的性能指标。为了延长其使用寿命，我们公司经过反复试验和探索，自行研制了一种电接触式淬火机，通过对机床导轨表面的硬度强化技术、表面热处理、化学热处理等一系列的修复方法，进一步来提高导轨表面的硬度、强度、耐磨性、耐腐性等。对于机床导轨表面的工艺、特点做以下阐述和分析，希望与大家探讨

一、电加工技术的原理

机床导轨表面的硬度强化就是利用电加工技术。电接触加热是利用调压器、变压器、将民用电的电压降至3―5v，电流可达700―900A。其原理是电极与导轨表面接触时，电极与导轨表面接触的一瞬间产生很大的接触电阻。当工作回路中通过相当强度的电流时，电流能量即转化成热能。（电热阻）消耗在接触部位，这就是淬火热源，瞬时温度可高达900―1100℃，又经过床身的自身冷却或经过风冷急速冷却，接触部件的金属组织产生变化，为隐针状马氏体，深度可达0.1―2，其硬度可达HRC60左右，即在导轨表面形成点接触式淬火。当这些点连成线，覆盖在导轨表面时，就形成了导轨表面的强化处理技术。提高了导轨表面的硬度、强度、耐磨性、耐腐蚀性和使用寿命等。

对于点接触淬火来讲，电极的材料选用是非常重要的。导电性要好，冷却要迅速。最好的电极材料是电石墨电极，但它的耐磨性不好，因此我们采用可锻紫铜，设计成￠100，厚度为3.5，圆周为28等分的花纹紫铜滚轮，中间镶上轴承，安上轴，其滚轮的行走速度控制在1―1.5m/min，滚轮行走机构的动作由机械传动来执行，为了减轻行走机构即小车的重量。淬火机设置有行星减速装置，比较简单和可靠。滚轮的调整部分放置在一个装有可调跨距的胶木轮小车上，但紫铜滚轮的微调由一根直径20mm的拉簧控制。控制部分（电气部分，电器冷却设备）及胶木轮行走安放在四方的角铁架上。为提高工作效率，我们采用两个铜轮电极同时淬火。淬火时，把淬火设备放在床身导轨上，以导轨为导向，也可在床身导轨旁放置辅助导轨来导向。采用滚轮作为电极、滚轮会以各种连续花纹在导轨表面进行排列，组成比较美观的图案。结构更为轻便、灵巧。

二、电加工技术对机床导轨表面淬火的优点

这种电加工强化技术放电时间短、放电点面积小，组织均匀并局限于导轨表面。其余部位的导轨表面都处于冷态，不会产生变形、退火、剥落和热裂等现象。淬火设备灵巧、方便，一人便可操作，周围环境没有要求。同时这种淬火方式可以减少导轨表面的粗糙度值，一般不需要抛光，用细油石沾火油轻轻背一下即可，可作为机床导轨表面的最后工序来处理。

三、电加工技术对机床导轨表面的要求

任何修复方法都有一个原则，不能降低导轨表面的硬度、强度、耐磨性、耐腐性、钢性及设备的力学性能，不能大幅度降低设备的使用寿命。电加工强化技术就是以改变机床导轨表面的金属性能为目的，受控制的加热和冷却的过程，使导轨表面产生感应电流而加热，然后再冷却的淬火工艺，以提高导轨表面的硬度、强度、耐磨性、耐腐蚀性。因此电接触淬火最适用的导轨的材料为HT300（HRC54以上）和HT200（HRC48以上）。机床导轨表面在淬火前必须精刨或精磨（Ra3.2um以下）后，要保持导轨表面无锈蚀、无油渍，再用电接触设备进行淬火。

四、电加工技术的发展前景

电接触式表面淬火工艺的使用范围正在日益扩大。如很大、很重的轴类零件装夹在车床上，把淬火机安装在床鞍上，淬火轮可在轴面上进行淬火，提高了轴的耐磨性、硬度、强度等。还有我们厂还自行研发、生产采煤机液压用的操纵阀体，阀芯与阀体孔的配合间隙必须保证在0.005mm―0.01mm以内，但由于工作时反复使用、磨损迅速，间隙过大，产生漏油或动作缓慢，为了提高阀体孔表面的硬度和耐磨性，采用手工操作对其表面进行强化处理也得到了非常好的效果。

五、电加工技术应用实例

1.2008年，我公司组织技术力量对德国产的镗床进行大修。由于床身导轨表面经过多年使用，不到位，研伤严重，深沟达0.5mm―2mm，爬行严重。首先，我们对导轨进行粗刨，后采用镗铣床进行精磨，再采用电加工技术对其表面进行淬火处理，淬火后其硬度、强度等各项性能指标达到理想效果。至今已使用5年之久，无任何磨损，淬火花纹清晰可见。

2.CA6140床身导轨表面由于磨损、下沉，使手轮转动阻力增大，工件精度难以保证。为了增加床身导轨表面的各项性能指标，对其表面进行淬火热处理，其硬度达到HRC58左右，达到了比较理想的效果。

在从事大修工作20多年，我深深体会到，对于机床的大修，精度的恢复是非常重要的，但精度的稳定性、持久性更重要。导轨表面经过淬火处理后，大大提高了设备的使用年限，节约了大量的人力、物力、财力。因此新技术、新方法的采用，在从事大修设备的工作过程中，更加实用和有效。

参考文献：

[1]《热处理工艺学》机械工业出版社.

[2]《电加工工艺学》中国劳动社会保障出

版社.

[3]《修理钳工工艺学》科学普及出版社.