Материалы для ремонта направляющих токарных станков. Переносной шлифовальный станок

У восстанавливаемого в моей мастерской «из руин» токарно-винторезного станка 16К20 большой износ направляющих станины - более 0,4 мм. Направляющие можно отшлифовать в заводских условиях (необходима полная разборка станка, да и дорого) или отшабрить вручную. Но второй вариант вообще проблематичен, так как направляющие на этом станке закалены, т.е. термообработаны до высокой твердости металла.

Для выхода из сложившейся ситуации был разработан и изготовлен переносной шлифовальный станок (здесь и далее ПШС) для шлифовки призматических и плоских направляющих станин токарных станков типа 1А616, 1К62, 16К20 и др.

Состоит из следующих основных узлов: стойки, выдвижной пиноли и шлифовальной головки. ПШС позволяет, не демонтируя и не полностью разбирая ремонтируемый станок, осуществить шлифовку изношенных направляющих в условиях любого гаража и мастерской. Базируется ПШС по направляющим задней балки, перемещается с помощью ручной тросовой лебедки, снабжен контргрузами. Привод шлифовальной головки имеет мощность 0,42 кВт, 3000 об/мин., 3 ф. Для охлаждения шлифовального камня и удаления отработанного абразива из зоны шлифовки имеется система подачи смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) с помощью штатного насоса ремонтируемого станка.

Все детали изготавливались на моём токарном станке 1А616К, сварка велась полуавтоматом. Стойка куплена в пункте приёма металлолома, пиноль изготовлена из задней бабки станка 1А616, купленного на форуме у чипмейкеров.

Есть небольшие видеоматериалы, наглядно иллюстрирующие работу ПШС.

Всем удачи в конкурсе! Пусть победит лучший и достойнейший!

Конкурсная работа № 35 , предоставлена в рамках

Обработка направляющих с помощью переносных приспособлений

Обработка направляющих с помощью переносных приспособлений. При этом способе направляющие станков можно обрабатывать строганием, фрезерованием, шлифованием и протягиванием. Широкое распространение получил метод шли­фования станин.

Переносные приспособления применяют обычно для обработки направляю­щих тяжелых станков, имеющих большую длину, которые нельзя обработать на имеющемся оборудовании.

Обработка направляющих станин токарного станка. При ремонте станин токарных станков наиболее распространенных типов базой для перемещения приспособлений в большинстве случаев служат напра­вляющие задней бабки ремонтируемого стенка.

При значительном износе направляющих задней бабки они не могут служить базой. В этих случаях (сравнительно редких) вместо подушки задней бабки в ка­честве основания для приспособления используют плиту, перемещающуюся по вер­шинам призматических направляющих станин (рис. 1). При этом предвари­тельно по линейке производится шабрение вершин призм 1 и боковых плоско­стей 2.

Крупные токарные и револьверные станки часто имеют плоские направляю­щие, общие для салазок суппорта и задней бабки (револьверной головки). Для обработки таких направляющих с помощью переносных приспособлений прихо­дится прибегать к созданию искусственных оперативных баз, по которым переме­щают основание под приспособление. Иногда в качестве таких баз выбирают уз­кие полосы на самих направляющих, которые отшабривают вручную.

Обработка направляющих станин расточных, про­дольно-строгальных и других станков. При исправлении станин станков, относящихся к 3-й группе, за базы принимают плоскости 1 и 2 (рис. 2). В отдельных случаях, когда из-за большого износа основных направ­ляющих в результате опускания стола подверглись износу также и поверх­ности 1, в качестве базы можно использовать поверхности 3.

На рис. 3 показано применение промежуточных элементов (установочных плит) для приспособлений при обработке направляющих станин разной конструкции. При проектировании установочной плиты приспособления не всегда сле­дует стремиться к ее универсальности. Часто выгоднее изготовить простую плиту, специально предназначенную для данного станка, чем приспосабливать имеющуюся плиту другого назначения. Рабочие аппараты (строгальный, шли­фовальный) крепят на плите так, чтобы было удобно обработать большую часть станины. Однако участок станины, закрываемый плитой, остается необработан­ным. Поэтому, когда станина исправлена, переставляют рабочий аппарат на другой край плиты и шлифуют оставшийся необработанным участок станины. Пружинный упор для переключения возвратно-поступательного движения также переносят и укрепляют на станине в соответствующем месте.

Рис. 1. Поверхности направляющих токар­ного станка, используемые как база при об­работке рабочих поверхностей с помощью переносного приспособления

Рис. 2. Поверхности, принимаемые за базы при исправлении направляющих станин 3-й группы: а - у станин рас­точного станка; б, в, д - у станин про­дольно-строгальных станков; г - при­менение рельсов в качестве искусствен­ной оперативной базы при исправлении станины крупного токарного станка

Рис. 3. Промежуточные элементы (плиты) для приспособлений: а - базирование по верхним обработан­ным, неизношенным поверхностям и по боковым поверхностям ста­нины продольно-строгального стан­ка; б - базирование по вершинам призм и боковым обработанным по­верхностям; в - настройка для вос­становления изношенных верхних базовых поверхностей; 2 - плита; 2 - компенсирующая планка; з -промежуточные планки, опирающиеся нижние обработанные неизнашиваемые участки направляющих

Токарные станки используются для обработки деталей цилиндрической формы. Они включают в себя множество разновидностей, которые отличаются по размеру и наличию дополнительных функций. Такие промышленные модели как, очень распространены и широко используются в современной промышленности. Чтобы устройство нормально функционировало, требуется знать все особенности его деталей.

Станина токарного станка служит для закрепления практически всех механизмов и узлов, которые применяются на данном оборудовании. Зачастую ее отливают из чугуна, чтобы получить массивную и прочную конструкцию, которая смогла прослужить длительный срок. Это связано с тем, что она будет подвергаться большим нагрузкам. Не стоит также забывать об устойчивости, так как массивные большие модели используют огромную энергию во время работы и основание должно хорошо сопротивляться нагрузкам.

Станина и направляющие станка крепятся при помощи болтов к тумбам или парным ножкам. Если устройство короткое, то применяется две стойки. Чем оно длиннее, тем больше стоек может потребоваться. Большинство тумб имеет дверцы, что позволяет их использовать в качестве ящиков. К направляющим следует очень внимательно относиться и оберегать их возможности повреждения. Не желательно оставлять на них инструменты, заготовки и прочие изделия. если все же приходится располагать на них металлические предметы, то перед этим следует положить деревянную подкладку. Для лучшего ухода, перед каждым применением станка, станину требуется протирать и смазывать. Когда работа завершена, следует удалять с нее стружку, грязь и прочие лишние предметы.

Особенности конструкции станины металлорежущих станков могут отличаться в зависимости о конкретной модели, так как они разрабатываются для удобного и безопасного размещения всех узлов оборудования. Но основные положения во многих случаях остаются одинаковыми, так что на примере популярных моделей можно рассмотреть основы.

фото:устройство чугунной станины

1. Продольное ребро;
2. Продольное ребро;
3. Поперечное ребро, служащее для связи продольных ребер;
4. Призматические направляющие продольных ребер;
5. Плоские направляющие, которые служат для установки задней и передней бабки, а также для передвижения по ним суппорта;

Стоит отметить, что у направляющих станины поперечное сечение может иметь различные формы. Обязательным правилом является соблюдение параллельного расположения, так что все должно быть равноудаленным от оси центров. Это требует точной фрезеровки или строгания. После этого осуществляется операция по шлифовке и шабрению. Все это обеспечивает точную обработку изделий, а также ликвидацию проблем с передвижением суппорта и возникновением толчков.

• Станина токарного станка по металлу, которая представлена на рисунке «а» под номерами 1 и 2, имеет трапецеидальное сечение направляющих. В данном случае основной упор сделан на большую опорную поверхность. Они обладают большой износостойкостью, что позволяет долго оставлять свою точность. В то же время, для перемещения по ним суппорта нужно прилагать множество усилий, особенно, если он перекосился.
• На рисунке «б» представлена станина с плоским прямоугольным сечением направляющих. В отличие от предыдущего, они имеют уже по два ребра жесткости, а не одному, что делает их крепче.
• Рисунок «в» демонстрирует станину с направляющими треугольного сечения. С учетом того, что здесь используется достаточно малая опорная поверхность, с большим весом работать получается сложно, так что данный вид используется преимущественно для малых станков.
• На рисунке «г» показана станина с треугольным сечением и опорной плоскостью. В данном случае она также применяется для станков мелких размеров.

Если станина предназначается для тяжелого станка, то она имеет не только большое сечение, но и большее сопротивление на изгиб. Одними из наиболее распространенных является такой вид, как представлен на рисунке «г». Здесь каретка суппорта делает упор на призму №3 спереди, а сзади упирается на плоскость №6. Чтобы не произошло опрокидывание, ее удерживает плоскость №7. При задаче направления основную роль играет призма №3, тем более, что она воспринимает на себя большую часть давления, осуществляемого резцом.

Если на станине возле передней бабки имеется выемка, то она служит для тог, чтобы обрабатывать изделия большого диаметра. Если же происходит обработка изделия, радиус которых меньше высоты центров, то выемку перекрывают специальным мостиком.

Ремонт станины токарного станка

Шабрение станины токарного станка является технологическим процессом во время которого станина выверяется для закрепления коробки подач при помощи рамного уровня. Благодаря этому можно будет в дальнейшем легко установить перпендикулярность поверхности крепления суппорта и фартука к коробке подач.

1. Первым делом станина устанавливается на жесткий фундамент и проверить продольное направление по уровню вдоль поверхности, а поперечное направление по рамному уровню. Допустимые отклонения составляют не более 0,02 мм на 1 метр длины изделия.
2. Шабрят верхние поверхности направляющей, сначала с одной стороны, используя поверочную линейку на краску. Во время этого процесса желательно периодически проверять извернутость направляющих.
3. Затем шабрят поверхность второй направляющей. Максимальный допуск отклонений здесь остается таким же 0,02 мм на 1 метр длины изделия.

Шлифовка станины токарного станка

Шлифовка станины токарного станка состоит из следующих процедур:

1. Необходимо провести зачистку и запиливание задиров и забоин имеющихся на поверхности;
2. Станина устанавливается на столе продольно-строгального станка и надежно закрепляются там;
3. Далее идет проверка извернутости направляющих, которая производится уложенного на мостике задней бабки уровня;
4. Во время установки станины получается небольшой прогиб изделия, который следует исправить путем максимально плотного соприкосновения со столом;
5. Повторно проверяется извернутость направляющих, чтобы результаты совпадали с тем, что было до закрепления;
6. Только после этого приступают к шлифовке всех контактных поверхностей изделия. Процедура проводится при помощи торца круга чашечной формы. его зернистость должна быть К3 46 или КЧ 46, а твердость соответствовать СМ1К.

Любое оборудование рано или поздно выходит из строя, поэтому осуществлять ремонт токарного станка просто необходимо, поскольку приобретение нового станка может вылиться в круглую сумму, да и смысла, честно говоря, в этом нет.

Для начала рассмотрим, что собой представляет токарная обработка, устройство станка, а также поговорим про капитальный ремонт задней бабки токарного станка.

Технологический процесс токарной обработки заключается в уменьшении диаметра обрабатываемого предмета при помощи резца, который оснащен специальной режущей кромкой.

Благодаря вращению обрабатываемого предмета происходит процесс резки, подача и поперечное перемещение осуществляется резцом.

Благодаря этим трем составляющим: вращению, подаче, перемещению, можно воздействовать на величину съема материала, также от этого зависит качество обрабатываемой поверхности, форма стружки и пр.

Основные элементы токарного станка:

1. Станина с направляющими для задней бабки и суппорта;
2. Спереди станины находится передняя бабка, а также шпиндель и патрон;
3. К фронтальной части станины крепится коробка передач;
4. Суппорт с салазками для поперечной резки;
5. На поперечных салазках располагается держатель резца.

Данные элементы являются основными, в зависимости от модификаций можно получить центровой, токарно-револьверный, многорезцовый и другие станки, которые должны проходить обязательное техническое обслуживание.

Подготовка к ремонту

Самыми распространенными проблемами можно считать износ подшипников, направляющих, вилок включения шестерен и пр.

Капитальный ремонт можно делать только после подготовки оборудования.

Перед тем как остановить станок, необходимо проверить, как он работает вхолостую, чтобы определить повышенный уровень вибраций, шумов.

Чтобы определить состояние качения опор шпинделя, нужно обработать образец. Осевое и радиальное биение шпинделя также подвергается проверке.

Эти действия позволят правильно выявить возникшие проблемы, поскольку они не всегда очевидны.

Вообще на предприятии должно осуществляться обслуживание станков согласно календарному графику.

Таким образом, можно своевременно устранить поломки и недочеты, чтобы избежать капитального ремонта.

Если отправлять станок на капитальный ремонт, то его предварительно нужно помыть от грязи и пыли.

Также требуется слить масла и эмульсии, проверить, чтобы все детали были на месте.

Чистка и смазка направляющих см. на видео.

Ремонт направляющих

Капитальный ремонт направляющих станины можно выполнить несколькими способами: шабрением, шлифовкой, строганием.

Чтобы определить величину износа направляющих своими руками необходимо зачистить поверхность, удалить забоины.

После этого измеряется зазор между направляющими с помощью линейки по всей длине станка. Замеры делаются с шагом в 30-50 см.

Прямолинейность направляющих можно проверить, используя очень тонкую бумагу (не более 0,02 мм), для таких целей подойдет папиросная.

Листки необходимо разложить на направляющих и придавить не тяжелым предметом.

При нормальной прямолинейности вытащить листочки целыми из-под предмета не получится, только обрывками.

Шабрение осуществляется после установки оборудования на покрытие, отличающееся своей жесткостью (специальный стенд).

Также можно определить отклонения по уровню, который перемещается по направляющим или по мостику задней бабки.

Для ориентира в качестве базовой поверхности обычно выбирают направляющие, расположенные снизу задней бабки, поскольку они подвергаются меньшему износу.

Перед шлифовкой необходимо зачистить поверхности, чтобы убрать все забоины.

Для выполнения этих работ необходимо использовать стол продольно-строгального станка, на который будет установлена станина.

После этого ее необходимо проверить на параллельность.

Станина должна быть надежно закреплена на столе, от этого будет зависеть конечный результат. Извернутость направляющих измеряется еще раз (показатели до и после установки не должны различаться) и приступают к шлифовке.

Ремонт направляющих строганием начинается с зачистки поверхности, установки на столе продольно-строгального станка, после этого проверяется на параллельность и фиксируется.

Обработка поверхности резцом для наилучшего результата проводится 3-4 раза.

После выполнения работ необходимо проверить прямолинейность, параллельность и извернутость направляющих и открепить оборудование.

Особенности обработки направляющих

Следует учитывать, что процесс шабрения предполагает использование определенного порядка работ, который для разных станков может отличаться.

Рассмотрим ниже технологию выполнения шабрения токарно-винторезного станка:

1. Сначала происходит обработка направляющих, которые находятся снизу задней бабки;
2. Далее – расположенных под прижимными планками и снизу каретки, при этом нельзя допускать, чтобы отклонения по параллельности превышали 15 мкм;
3. Затем – шабрение поперечного суппорта. Допускаются небольшие погрешности;
4. Следующим этапом ремонта токарно-винторезного станка является шабрение каретки (ответных направляющих). Для определения погрешности используется трехгранная линейка. Разница винтовой оси и направляющих не должна быть больше 35 мкм;
5. При сильном износе продольных направляющих токарно-винторезного станка необходимо использовать антифрикционный состав. Здесь важным моментом является достижение соответствия по осям ходового вала с посадочной зоной, рейка перемещения должна иметь хорошее сцепление с шестерней в продольном направлении, в поперечном направлении шпиндельная ось должна быть перпендикулярна передвижению суппорта;
6. Далее ремонтируются направляющие задней бабки с использованием антифрикционного состава.

См. видео о черновом шабрении.

Обслуживание станков лучше доверять специалистам, поскольку работы должны выполняться четко, профессионально, без отклонений.

Своими руками достичь подобных результатов будет сложно.

Ремонтируем каретку суппорта

Восстановить точность нижних направляющих, которые сопряжены с направляющими основания, не учитывая износ – вот с чего необходимо начать ремонт каретки суппорта.

Также при ремонте каретки необходимо заняться восстановлением перпендикулярности ее плоскости под фартук плоскости основания (под коробку передач).

Расположение данных плоскостей измеряется уровнем. Какой толщины щуп будет подложен под каретку, таким и будет уровень отклонения (величина).

Восстановлению также подлежит параллельность продольных направляющих и их же параллельность к оси поперечной подачи.

Продольные и поперечные направляющие должны точно располагаться друг к другу.

Нужно отметить, что ремонт каретки суппорта – очень трудоемкий процесс, выполнить его своими руками очень сложно, поэтому на предприятии должно быть запланировано обслуживание устройства по графику.

Восстановить направляющие каретки можно, используя компенсационные накладки либо акрилопластом.

Поперечные салазки токарно-винторезного станка можно ремонтировать с помощью шлифовки. Поворотные салазки начинают с шабрения поверхностей, после чего приступают к шлифовке.

При необходимости также ремонтируют верхние салазки.

Для этого поверхность шабрят, выверяют, шлифуют, после чего обязательно проверяют точность сопряжения поверхностей с направляющими поворотных салазок.

Шабрение поперечной каретки см. на видео.

Ходовой винт и ходовой вал

В ходе капитального ремонта может потребоваться совместить оси ходового винта и вала, коробки подач и фартука.

Коробка подачи устанавливается и закрепляется на основании.

Каретку необходимо подвинуть к коробке подач до того момента, пока торцы оправы не соприкоснуться. Далее нужно измерить просвет, используя щуп с линейкой.

Используя накладки, шабрение направляющих, можно восстановить соосность отверстий ходового винта и вала.

5 Декабря 2011 Во второй части статьи рассматриваются различные способы восстановления станин и направляющих станин.

Трещины в станинах могут быть ликвидированы различными способами: заваркой с последующей механической обработкой (при необходимости), с помощью накладок, штифтов, стяжек.
Для предотвращения дальнейшего распространения трещины используют накладки. Концы трещины засверливают сверлом Ø 4...5 мм; вырезают из мягкой листовой стали толщиной 4...5 мм накладку (ее размеры должны перекрывать границы трещины не менее чем на 15 мм); согласно размерам накладки из картона или листового свинца вырезают прокладку; в накладке и прокладке по периметру сверлят сквозные отверстия под винты М5 и М6 с потайной головкой на расстоянии 10 мм от края и 10...15 мм друг от друга; в станине размечают по накладке и сверлят отверстия и нарезают резьбу М5 или М6; прокладку и накладку смазывают суриком или клеем (БФ2, карбонильным клеем, цементом и др.) и закрепляют на станине винтами; края накладки расчеканивают и опиливают.
С помощью стяжек трещины устраняют следующим образом: на некотором расстоянии от трещины по обе ее стороны сверлят и развертывают два отверстия, в которые запрессовывают штифты с выступающими концами; из стального листа изготавливают пластину-стяжку, имеющую два сквозных отверстия (под штифты), межосевое расстояние которых несколько меньше расстояния между штифтами, установленными на станине; трещину стягивают струбцинами; пластину-стяжку нагревают и устанавливают на штифты. При остывании пластины-стяжки трещина стягивается.
Посредством штифтов трещины ликвидируют так: концы трещины засверливают сверлом Ø 4...5 мм, тем же сверлом сверлят отверстия вдоль трещины на расстоянии 6...8 мм друг от друга; во всех отверстиях нарезают резьбу, в них ввинчивают резьбовые штифты, изготовленные из меди или мягкой стали, концы которых должны выступать над поверхностью станины на 1,5...2 мм; затем сверлят отверстия между штифтами с перекрытием штифтов не менее чем на 1/4 диаметра; в отверстиях нарезают резьбу и ввинчивают в них штифты, обрубленные заподлицо; концы штифтов расчеканивают.
Пробоины и сколы в станине устраняют заваркой пробоин и наплавкой сколов с последующей механической обработкой, а также установкой вставки, ввертыша или пробки.
При установке вставки сколотое место запиливают или фрезеруют; изготавливают вставку по форме паза и запрессовывают ее в паз; вставку можно дополнительно крепить винтами.
При установке ввертыша поврежденное место станины рассверливают; нарезают в отверстии резьбу; в отверстие ввертывают металлическую, предварительно смазанную суриком резьбовую пробку, которую стопорят кернением.
При установке пробки небольшие сколы засверливают и развертывают; в полученное отверстие запрессовывают металлическую пробку, опиленную по форме ремонтируемой поверхности.
Сломанные выступающие части станины (кронштейны, ушки, стержни) восстанавливают следующими способами: приваркой отломанной части, установкой вставки или пробки. В последнем случае оставшуюся на станине часть сломанного элемента удаляют (строганием, фрезерованием, обрубкой, запиливанием, высверливанием); затем под эту вставку фрезеруют или выпиливают паз или засверливают и развертывают (или нарезают резьбу) под пробку (либо под штифт с резьбовым концом); вставку запрессовывают в паз и крепят винтами; пробку запрессовывают, а штифт ввинчивают резьбовым концом, смазанным суриком. При наличии в сломанном кронштейне отверстия его растачивают или развертывают до номинального размера после установки вставки.
Изношенные отверстия станины восстанавливают наплавлением слоя металла на поверхность отверстия с последующей механической обработкой до нужного диаметрального размера и установкой ремонтной втулки: изношенное отверстие рассверливают или растачивают под запрессовку в него втулки или стакана; от про- ворота последние стопорят винтом; во втулке (стакане) растачивают или развертывают отверстие нужного диаметрального размера.
Выбор способа восстановления направляющих станины определяется характером и степенью их износа, а также условиями ремонта (оснащенностью предприятия специальным оборудованием и приспособлениями). Задача заключается в том, чтобы выбрать такой способ восстановления, который обеспечивал бы необходимую точность направляющих при наименьших затратах времени и средств. В ремонтной практике для восстановления направляющих применяют шабрение, шлифование, тонкое фрезерование, строгание с последующим шлифованием, строгание с последующим шабрением и притиркой. В таблице приведены данные, которые характеризуют трудоемкость и эффективность некоторых способов восстановления направляющих станин.
Образующиеся при эксплуатации направляющих глубокие риски и задиры запаивают баббитом. Ремонтируемое место тщательно зачищают, разделывают кромки под углом 90° с высокой шероховатостью поверхности. Поверхность обезжиривают ацетоном, бензином или раствором кальцинированной соды, подогревают, наносят флюс (хлористый цинк) и осуществляют пайку массивным (1,5...2 кг) паяльником.
Указанные дефекты устраняют также металлизацией. Для этого после осуществления перечисленных подготовительных операций на дефектное место посредством металлизатора напыляют цинк или латунь. После напыления или паяния направляющие шлифуют или шабрят.
Если ремонт станин выполняет цеховая ремонтная бригада, то применять специальные станки для механической обработки направляющих нецелесообразно из-за их малой загрузки.
При износе направляющих станин до 0,12 мм в этих условиях используют шабрение или шабрение с притиркой пастой ГОИ. Следует отметить, что даже при незначительном износе (до 0,05 мм) направляющих, их восстановление шабрением отличается значительной трудоемкостью и стоимостью, но низкой производительностью. Однако шабрение обеспечивает высокую точность контакта сопрягаемых поверхностей (до 30 пятен на площади 625 мм 2). Шабрение направляющих осуществляют либо без снятия станин с их фундамента, либо со снятием с фундамента и установкой на плите или жестком бетонном полу. После установки станин, например, токарного станка ее направляющие выставляют в продольном направлении по уровню, который устанавливают на менее изношенных частях горизонтальной направляющей по всей ее длине. Положение станины в поперечном направлении проверяют рамным уровнем, прикладываемым к плоскости, на которую крепят коробку подач. Одновременно проверяют перекос, используя мостик или каретку (применяемую как мостик и уровень). Мостик располагают на различных участках вдоль направляющих. В зависимости от показаний уровней положение станины регулируют башмаками 14 (рис. 1, б ) или клиньями 15 (рис. 1, в ), которые подкладывают под ее основание или ножки. Удобной является выверка посредством болтов- домкратов 16 (рис. 1, г ). Ввертывая или вывертывая болты, станину поднимают или опускают. Регулирование выполняют до тех пор, пока пузырек основной ампулы уровня не займет нулевого положения. Это указывает на правильное положение станины.

После выверки станины выбирают базовую поверхность, по которой осуществляют контроль параллельности всех направляющих, подлежащих восстановлению. У станины токарного станка (рис. 1, а ) за такую базу принимают обычно направляющие 3, 4 и 6, на которых базируется задняя бабка. Эти направляющие в процессе эксплуатации станка изнашиваются значительно меньше, чем другие. Указанные направляющие сначала пришабривают с целью устранения износа, периодически контролируя плоскостность и прямолинейность посредством контрольной линейки. После этого шабрят поверхности 2, 7, 8 направляющих, проверяя их параллельность. Следует отметить, что, несмотря на незначительный износ направляющих 3, 4 и 6, их параллельность относительно плоскостей для установки и крепления коробки подач станка и крепления ходовых винта и вала оказывается часто нарушенной. Отклонения от параллельности увеличиваются с ростом числа ремонтов станка. Поэтому при сборке ремонтируемых станков возрастают затраты времени на пригонку по месту коробки подач и кронштейна ходовых винта и вала, которая выполняется шабрением вручную. Во избежание этого, можно использовать более рациональную технологию восстановления направляющих. В этом случае за базу берут участки длиной 200...300 мм поверхностей 11 и 72 (см. рис. 1, а ), которые не имеют износа и не нуждаются в предварительной подготовке, как направляющие задней бабки.
После подготовки базовых поверхностей шабрят по краске поверхности 3, 4 и 6 (см. рис. 1, а ), контролируя периодически их параллельность и перекос. Затем шабрят поверхности 2, 7 и 8, контролируя уровнем их перекос, а индикатором — параллельность поверхностей 7 и 8 базовым. Последними шабрят поверхности 1 и 10.
Если на поверхностях, подлежащих шабрению, имеется припуск, превышающий рекомендуемый справочниками, то вначале выполняют строгание, шлифование или припиливание, а затем уже шабрение. Тип шабера и ширину его режущей части выбирают в зависимости от формы поверхности, подлежащей шабрению. Так, для предварительного, чернового шабрения (число пятен n = 4÷6 на площади 625 мм 2) используют шаберы шириной 20...25 мм, получистового (n= 8÷15) — шириной 12...16 мм, а для окончательного, чистового (n = 20÷30) — шириной 5... 10 мм. Углы установки, заострения и резания при шабрении определяют в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого материала.
Контроль качества шабрения осуществляют посредством поверочных линеек или плит, а также на краску по числу пятен в квадрате со стороной 25 мм. В качестве краски применяют берлинскую лазурь, ламповую сажу, синьку и другие краски, которые разводят на машинном масле.
Шаберы, изготовленные из сталей ШХ15, У12А, Р6М5, затачивают корундовыми кругами зернистостью не более 25 и твердостью СМ1 или СМ2, а шаберы, оснащенные пластинами из твердого сплава, — алмазными кругами или кругами из карбида кремния.
Если длина направляющей превышает длину поверочной линейки, то шабрение выполняют по маякам, а именно: в месте максимального износа направляющей шабрят площадку (маяк), а на расстоянии, несколько меньшем длины поверочной линейки, шабрят вторую площадку, находящуюся в одной плоскости с маяком. На эти площадки устанавливают мерные плитки одинаковой высоты, а на них располагают линейку с уровнем или же применяют оптический метод контроля. Далее по линейке шабрят участок направляющей между указанными площадками и, переходя последовательно на соседний участок, шабрят всю поверхность направляющей.
Шабрение направляющих с притиркой пастами ГОИ осуществляют в следующей последовательности. Вначале выполняют черновое шабрение, затем поверхность промывают керосином и высушивают ветошью, после этого поверхность покрывают тонким слоем пасты, далее производят притирку сопряженной детали с заменой (смывка керосином) пасты при ее потемнении до исчезновения рисок и получения необходимой опорной площади.
При износе направляющих станин до 0,03 мм их ремонт производят шлифованием или опиливанием и шабрением. Шлифование обеспечивает высокую точность и малую шероховатость поверхностей направляющих. Если стальные или чугунные направляющие станин закалены токами высокой частоты или наклепаны (вибрационным обкатыванием и др.), то их шлифуют. Производительность при шлифовании в несколько раз выше, чем при шабрении. Шлифование выполняют на плоскошлифовальных или продольно-строгальных и фрезерных станках, оснащенных шлифовальными приспособлениями. Шлифование направляющих часто сочетают с шабрением сопрягаемых поверхностей направляющих столов, суппортов, кареток, ползунов и других подвижных частей станка.
Если износ направляющих находится в пределах 0,3...0,5 мм, то их ремонт осуществляют тонким строганием или опиливанием с последующим шабрением или шлифованием. Тонкое строгание предпочтительно при ремонте незакаленных направляющих. Оно обеспечивает высокую точность обработки и шероховатость поверхностей Ra = 0,32. Его выполняют широкими резцами, оснащенными пластинами твердого сплава ВК6 или ВК8 с доведенной режущей кромкой. Применение резцов с широким лезвием облегчает настройку суппорта станка по профилю направляющей и позволяет уменьшить число рабочих ходов при строгании. Обработку выполняют за несколько проходов: сначала производят два прохода с глубиной резания до 0,1 мм, затем три—четыре прохода с глубиной резания 0,03...0,05 мм.
При износе направляющих более 0,5 мм их ремонт выполняют строганием или фрезерованием на продольно-строгальных или про- дольно-фрезерных станках в несколько проходов (черновых, а затем чистовых).
Строгание направляющих станины можно осуществлять в том случае, если ее габаритные размеры меньше размеров стола продольно-строгального станка. Станину устанавливают в средней части стола указанного точного станка и слегка закрепляют. Затем перемещением стола проверяют на параллельность базовых поверхностей поверхности 11 (см. рис. 1, а ). Проверку выполняют индикатором, установленным в суппорте станка. Отклонение от параллельности не должно превышать 0,04/1000 мм. Станину закрепляют, осуществляют пробное строгание любой из горизонтальных поверхностей, например поверхности 2, до устранения износа. Затем посредством контрольной линейки и щупа определяют отклонение поверхности от прямолинейности А, обусловленное погрешностью хода стола станка и другими причинами.
После этого станину искусственно деформируют с помощью болтов с гайками и прихватов. Под основание станины устанавливают стальные клинья 1 (рис. 2, а, б ), имеющие уклон 0°30"÷0°40"и толщину около 0,1 мм у острого конца. Прихватами на четырех участках А и Б деформируют ремонтируемую станину в вертикальной плоскости на величину отклонения от прямолинейности Д, определенную при пробном строгании. Его выполняют один раз; полученную величину А принимают за постоянную при последующих ремонтах станин разных моделей аналогичной длины. Если отклонение А направлено в сторону вогнутости (рис. 2, а ), то станину прогибают на величину ∆ + 0,02 мм в том же направлении и устраняют износ направляющих строганием. Поcле окончания обработки отпускают болты крепления, удаляют прихваты и клинья. Станина спружинивает, распрямляется, и ее направляющие становятся прямолинейными. Это происходит вследствие того, что при обработке на концах станины снимается больший слой металла, чем в ее середине. Отклонение направляющих в сторону выпуклости находится в пределах, допустимых техническими условиями. В случае, когда отклонение А от прямолинейности направлено в сторону выпуклости (рис. 2, б ), станину выгибают посредством тех же средств на величину ∆ — 0,02 мм. После обработки направляющих станины и снятия ее со стола станка направляющие, как и в предыдущем случае, оказываются с допустимой техническими требованиями выпуклостью 0,02/1000 мм.

Для прогиба станины в ее средней части (см. рис 2, а ) клинья устанавливают ближе к концам, а прихваты — ближе к середине, как показано стрелками А. Для выгиба станины в средней части (см. рис. 2, б ) клинья устанавливают ближе к середине, а прихваты — ближе к краям, как показано стрелками Б. Требуемая величина прогиба или выгиба станины обеспечивается подтягиванием болтов прихватов и перемещением клиньев легкими ударами молотка. При выполнении этой операции деформацию станины контролируют индикатором, измерительный стержень которого подводят к точке 0 — месту максимальной деформации. Окончательно точность положения проверяют при закреплении болтов. Строгают поверхности 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, и 10 (см. рис. 2, а ), ликвидируя их износ. Поверхности 11 и 12 обычно не обрабатывают, так как они не подвергаются износу. Точность направляющих после строгания проверяют универсальным мостиком по уровню.
Для повышения износостойкости направляющих после механической обработки выполняют их закалку токами высокой частоты или газовым пламенем, проводят наклепывание шариками, вибронакатывание.
При ремонте направляющих может быть использован следующий способ. Вначале выполняют предварительную механическую обработку направляющих строганием или фрезерованием. Затем поверхности направляющих обрабатывают порошком электрокорунда зернистостью 500...800 мкм в струйных камерах при определенном давлении сжатого воздуха и угле наклона струи абразива к поверхности 45...70°, расстоянии от сопла до последней 20...80 мм, расходе воздуха 6...8 м 3 /мин. Далее осуществляют очистку поверхностей направляющих сжатым воздухом, промывку органическим раствором с последующим ополаскиванием синтетическим моющим средством и сушку поверхностей сжатым воздухом. Затем осуществляют газотермическое напыление направляющих износостойким самофлюсующимся механически легированным порошком, который включает ингредиенты: углерод, хром, никель, марганец, бор, кремний, железо, — находящиеся в определенном процентном соотношении с дисперсностью частиц 40... 100 мкм. Для напыления можно использовать установки УПУ-3, УПУ-5, УПУ-30, плазмо-техник АГ с дозаторами. Режим напыления: сила тока 400...500 А, напряжение 50...45 В, дистанция напыления 80 мм, транспортирующий газ — аргон или гелий.
После напыления выполняют медленное охлаждение в асбестовой "шубе", далее на напыленные поверхности наносят слой, поглощающий лазерное излучение. Затем лазером производят сплошное оплавление поверхностей направляющих. После охлаждения покрытие шлифуют алмазными кругами марок АСКМ, АСК, АСВ с зернистостью 200/160, 250/200. Осуществляют контроль качества обработки и толщину покрытия посредством бета-толщинометрами типа БТИ-6, БТИ-8. Далее наносят слой, поглощающий лазерное излучение, и оплавляют полученный после шлифования микрорельеф лазерным лучом. Затем поверхности направляющих очищают раствором "Лабомид-101" и контролируют шероховатость, волнистость (профилографом-профилометром модели 201), а также геометрические параметры направляющих.
Износостойкость направляющих, восстановленных этим способом, (по сравнению, например, с закаленной сталью 45) повышается в два раза. Оплавление данного порошкового покрытия лазерным лучом дает дополнительное повышение износостойкости в 1,3...2 раза по сравнению с газовой горелкой. Структура покрытий после лазерного оплавления обладает пониженной склонностью к схватыванию в условиях граничной смазки при меняющихся в широких пределах удельных нагрузках и скоростях скольжения, характерных для большинства направляющих станков.
Применение финишной лазерной обработки (микрооплавление шероховатости и волн) уменьшает шероховатость в 1,5... 2,5 раза, шаги неровностей — до 4 раз. В результате уменьшения волнистости повышается контактная жесткость поверхностного слоя в 1,5...2 раза, уменьшается время приработки направляющих в 1,4... 1,6 раза.
При значительных износах направляющие ремонтируют: строганием или фрезерованием с последующей установкой накладок из гетинакса Б, винилпласта 10, текстолита ПТ или ПТ-1, (накладки приклеивают БФ-2, БФ-4, эпоксидным клеем); вихревым напылением полиамида (капрона и др.); нанесением литьевым способом стиракрила; нанесением наплавкой или металлизацией металлических сплавов (латуни ЛЦ38Мц2С2, монель-металла, цинкового сплава ЦАМ 10-5).
Значительные дефекты и большой износ направляющих устраняют строганием или фрезерованием или установкой на их место и закреплением болтами накладных направляющих.
После восстановления направляющих проверяют их геометрическую точность с помощью универсальных приспособлений.

Трудоемкость и эффективность некоторых способов ремонта направляющих станин

А. Г. Схиртладзе
Журнал "Ремонт, восстановление, модернизация" № 3, 2002 г.