基于机械加工生产中机床爬行现象的研究

数控机床爬行与振动故障研究摘要本文结合当前数控机床爬行与故障展开了研究和讨论。

旨在说明出现这种故障的原因和引发因子，笔者从实际工作出发，经过大量的研究和分析，对当前数控机床在工作的过程中所出现爬行问题，给出了相应的解析，同时还针对实际情况提供了一些诊断方法和预报技术，为数控机床的维修和调试提供指导依据。

关键词故障分析；数控机床；动态特性数控机床在调试和运行过程中出现的爬行现象是一种经常性的故障，直接对数控机床造成严重的后果，经济损失也是相当引人注目的。

经过大量的研究发现，引发这种故障的主要原因有液压、机械、电气、润滑等很多方面，它们之间都存在着一种紧密的衔接关系，相互紧密地交织在一起。

我们需要在实践中经常性的发现问题，开拓思想，积累经验，逐渐学会剖析故障的能力，最终总结出解决问题的最佳方案。

本文就针对若干种经常性的爬行与振动情况一一进行了研究和解答，同时例举了多种故障元器件和故障表现形式，并拟定和提出了解决此故障的策略和相关意见。

1 摩擦阻力引起的爬行众所周知，机床床身的工作台和导轨导轨面都是依据刮削或磨削的，形成一个平顺而光滑的表面，但是，在事实上这个表面还是呈现着一定程度的微峰，这些微峰以犬牙形状参差不起地镶嵌在表面平台之上。

因为滑动导轨的两个接触面都是通过微峰峰尖接触，所以在它们之间的难免会出现微小的接触面，可想而知，峰尖上所要承受的压力就是向当地高了，在一定程度上已经达到了弹性变形最大值，特别是一些大(重)型的数控机床。

通过实验发现，当接触点发生了塑性变形之后，其金属分子就会产生一定强度的粘着反应，加上微峰之间的交错啮合，在他们相对运行的时候就很容易出现数控机床的爬行和振动现象。

这就是机床运动的两导轨上所出现的摩擦阻力的原因。

如果机床在运行中出现了爬行现象，那么此时一定是在低速运动，两导轨面之间难以形成高速运动时的动压油膜，所以出现了因微峰直接接触的边界润滑。

这个时候两导轨表面的微峰之间能够直接接触，压力比较高，所以直接导致了塑性变形，因运动而引发的接触局部升温，出现了金属分子之间的粘着，通常称为“冷焊”，这个时候两导轨间的摩擦系数是最高的。

浅谈机床爬行原因及解决对策[摘要]机床爬行是机床常见的一种非报警性故障，引起爬行的原因是多方面的，包括机械方面、液压方面、电气方面等。

先对爬行问题产生原因进行合理分析，并对消除方法做了细致研究，为修理机床提供方便。

[关键词]机床爬行消除中图分类号：g41 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）22-0269-010 引言机床进给系统的运动件，当运行速度低到一定值时，往往不是做连续匀速运动，而是时走时停，忽快忽慢，这种现象称之为爬行。

爬行是机床常见而不正常的运动状态，主要出现在机床各传动系统的执行部件上（如刀架系统、工作台等），且一般在低速运动时出现较多。

运动速度低时，润滑油被压缩，油膜变薄，油楔作用降低，部分油膜破坏，摩擦面阻力发生变化。

通常情况下，轻微程度的爬行有不易发现的振动，显著的爬行则是大幅度的跳动。

1 机床爬行的危害爬行现象是机床低速运行时较易出现的机械故障，主要是由于爬行破坏了系统运动的均匀性，这不仅使被加工件精度和表面质量下降，也会破坏液压系统工作的稳定性，使机床导轨加速磨损，甚至产生废品和事故。

其危害主要包括如下：1.1 影响机床的加工精度机械加工时，可使加工表面出现明显刀痕，并影响表面粗糙度。

1.2 影响机床的定位精度在定位精度要求较高的数控系统中很难实现精确定位，不能保证位置度。

1.3 造成工具的损害运动的不稳定会造成加工负载的突变，并损害刀具，降低机床的使用寿命。

1.4 易造成机械故障在液压系统中，活塞杆运动不稳定，极易造成系统的倾斜，使其机械卡死。

2 爬行原因分析2.1 机械系统的原因在机械传动链中，轴与齿轮、凸轮与杠杆、丝杠与丝母等，在受力时会产生弯曲、扭转及接触变形，从而引起机床的爬行。

如丝杠丝母副的丝杠直径较小，丝母壳体壁厚较薄，可以产生爬行，对于重型机床，采用丝杠丝母副极易产生爬行。

再者，传动链较长也会使机床产生爬行。

2.2 液压系统的原因在液压传动系统中，混入油液中的空气是产生爬行的主要原因。

中国石油大学（华东）现代远程教育毕业设计（论文）题目：机床爬行的产生原因及消除学习中心：威海学习中心年级专业：网络07春机械设计及其自动化学生姓名：焉德强学号：0790784002 指导教师：林秀娟职称：讲师导师单位：威海职业学院中国石油大学（华东）远程与继续教育学院论文完成时间：2008 年11 月01 日摘要:机床工作过程中产生爬行的原因有液压系统和机械系统两方面的，液压系统方面的原因是油液中侵入了空气或产生空穴，以及控制阀件磨损而出现太大的间隙；机械系统方面产生爬行的原因是摩擦力的变化。

文章探讨了液压系统侵入空气产生爬行的机理及其消除方法和机械系统因摩擦力变化产生爬行的解决方法。

关键词:液压油, 摩擦, 润滑,爬行爬行是机床上常见而不正常的运行状态，它主要出现在机床各传动系统的执行零部件上，比如刀架、与油缸连在一起的工作台等，且一般在低速运行时出现较多，因速度低时，润滑油被压缩、润滑油膜变薄、油楔作用降低、部分油膜破坏，使摩擦面的摩擦阻力发生变化。

通常情况下，轻微程度的爬行是不易察觉的振动，显著的爬行则是大距离的跳动。

当机床运动执行件出现爬行时，不仅会破坏液压系统工作的稳定性，产生冲击，同时也会影响机床的精度和被加工工件的精度。

比如磨床出现爬行时，会使磨工件的表面粗糙度增大；坐标镗床出现爬行，会使精确定位难以实现。

严重的爬行还能引起机床振动，损害机床及其工模具。

因此，为了避免爬行的产生，必须分析清楚产生爬行的原因，一旦出现爬行现象，就要采取措施加以排除。

爬行是一种故障，它是在传动系统的刚性不足，驱动力与负载摩擦阻力波动变化的情况下形成的，体现在机床液压系统侵入空气、液压元件的间隙与机械装置本身都可能引起这种故障。

1液压系统侵入空气引起的爬行及消除方法1.1空气侵入液压系统的方式及危害空气侵入液压系统的方式是多种多样的，比如液压系统是由各液压元件组成，各种元件的零件之间，为达到连续的、断续和往复运动，需要有一定的配合间隙，而空气就从间隙中侵入，各元件之间的连接密封不严，且受到振动影响，接头螺帽松动，故而空气由此而入，元件中的零件由于同轴或直线度不好、线垫厚薄不均、螺钉没有均匀抓紧而造成泄漏，油泵吸油管和系统回油管在油池中没有隔开或靠在一起，回油飞溅，搅成泡沫，使油泵吸油管吸入空气，油泵吸油管处的滤油器被污物堵塞或滤油器孔太密、油液不足或吸油管侵入油池太少，导致吸油不畅，在吸油区形成局部真空而产生空穴，回油管的出油口在油面上，当机床停用时，空气就乘机而入，设计不合理，回油路中没有背压或背压很小，密封件损坏等，导致油缸左右油腔同时互通且通回油。

有关数控机床的爬行因素与解决技巧分析有关数控机床的爬行因素与解决技巧分析摘要本文通过对导致数控机床爬行的因素进行分析与总结，采用逐步检查的方法进行故障的诊断及排除，并通过一定的经验和技巧来解决故障，以希能给机床的维修人员提供参考和借鉴。

关键字数控机床；爬行；故障；技巧中图分类号TG659 文献标识码A 文章编号1674-6708100-0115-02在经济飞速开展的今天，数控机床作为一个先进生产力的代表，已经在工业生产中占有很重要的位置，具有不可估量的作用。

但随着时间的推移，较早被使用在生产一线的数控机床的投入时间较长，设备中的各个环节都出现老化的迹象，久而久之就会出现一些故障，较为常见的就是机床爬行问题。

这就需要针对爬行问题进行深入的分析，并根据实地情况总结出解决故障的方法。

1 数控机床爬行的表现形式数控机床爬行简单来说数控机床进给伺服系统在做低速或微量位移运动时，移动部件出现速度不均匀，即时走时停或时快时慢的现象。

这种现象不会有报警提示，是一种无报警系统故障，一定要引起工作人员和维修人员的重视。

数控机床如果出现爬行现象，其具有很严重的危害，不仅会使加工的精度达不到标准，还有可能损坏工具，产生噪音，严重的情况下引起整个机床的故障，使加工过程不能顺利地进行，不能按时完成加工任务。

2 数控机床产生爬行现象的因素分析爬行现象其实是数控机床中一种比拟常见的，而又没有报警提示的故障，引起这种现象的原因有许多，比方机械方面的故障、电气故障、润滑故障或者是系统参数设置问题以及人为操作的因素等等。

2.1进给伺服控制系统导致的爬行进给伺服系统是一个控制位置及速度的系统，它是由位移指令和位置检测反应信号来进行位置的控制、速度的调节的，如果进给伺服系统中的速度调节器出现问题，就会使机床的运动失去了过度过程的控制，会失去调节。

因此进给伺服控制系统是一个精度高，结构复杂、本钱高，同时又存在很多不稳定因素的系统，所以进给伺服系统就可能导致机床爬行的产生。

数控机床进给系统爬行与振动现象及其产生原因在驱动移动部件低速运行过程中，数控机床进给系统会出现移动部件开始时不能启动，启动后又突然作加速运动，而后又停顿，继而又作加速运动，移动部件如此周而复始忽停忽跳、忽慢忽快的运动现象称为爬行。

而当其以高速运行时，移动部件又会出现明显的振动。

对于数控机床进给系统产生爬行的原因，一般认为是由于机床运动部件之间润滑不好，导致机床工作台移动时静摩擦阻力增大；当电机驱动时，工作台不能向前运动，使滚珠丝杠产生弹性变形，把电机的能量贮存在变形上；电动机继续驱动，贮存的能量所产的弹性力大于静摩擦力时，机床工作台向前蠕动，周而复始地这样运动，产生了爬行的现象。

事实上这只是其中的一个原因，产生这类故障的原因还可能是机械进给传动链出现了故障，也可能是进给系统电气部分出现了问题，或者是系统参数设置不当的缘故，还可能是机械部分与电气部分的综合故障所造成。

2 爬行与振动故障的诊断与排除对于数控机床出现的爬行与振动故障，不能急于下结论，而应根据产生故障的可能性，罗列出可能造成数控机床爬行与振动的有关因素，然后逐项排队，逐个因素检查，分析、定位和排除故障。

查到哪一处有问题，就将该处的问题加以分析，看看是否是造成故障的主要矛盾，直至将每一个可能产生故障的因素都查到。

最后再统筹考虑，提出一个综合性的解决问题方案，将故障排除。

排除数控机床进给系统爬行与振动故障的具体方法如下：2.1 对故障发生的部位进行分析爬行与振动故障通常需要在机械部件和进给伺服系统查找问题。

因为数控机床进给系统低速时的爬行现象往往取决于机械传动部件的特性，高速时的振动现象又通常与进给传动链中运动副的预紧力有关。

另外，爬行和振动问题是与进给速度密切相关的，因此也要分析进给伺服系统的速度环和系统参数。

2.2 机械部件故障的检查和排除造成爬行与振动的原因如果在机械部件，首先要检查导轨副。

因为移动部件所受的摩擦阻力主要是来自导轨副，如果导轨副的动、静摩擦系数大，且其差值也大，将容易造成爬行。

探析金属切削机床爬行的原因及其措施摘要：爬行是金属切削机床常见故障之一，金属切削加工过程中的爬行现象严重影响机床工作效率和加工质量，同时导致机床过度磨损，缩短了机床零件的使用寿命。

为了使金属切削机床得到充分利用，本文概述了机床爬行，对导致金属切削机床爬行的主要原因及其解决措施进行了探讨分析。

关键词：机床爬行；金属切削机床；原因；解决措施；一、机床爬行的概述机床工作台或拖板在运动中出现时走时停、或快或慢的现象称为爬行，其主要表现为时走时停非匀速的运动，轻微时目光不易察觉的颤振，严重时是大距离的间歇冲动。

如坐标镗床难以实现精确定位及微量进给，个别情况还可能出现扎刀、蹦飞工件等。

机床爬行时，移动部件突然跳动移位的大小称爬行量，较大的爬行量可采用百分表直接顶在执行部件上观察表针移动的刻度变化值来确定，而较轻微的爬行量则可以采用精密仪器检测。

机床的爬行影响着加工工件的质量和表面粗糙度，并且还会造成机床摩擦副的加速磨损，缩短机床零件的使用寿命，所以必须及时消除。

机床产生爬行的原因有单一性的，也有综合性的。

二、导致金属切削机床爬行的主要原因1、机械机构原因。

金属切削机床的机械是重要组成部分，其在运行过程中，由支撑件和传动件的共同配合下完成。

因机械结构导致爬行的原因主要有：（1）由设备支撑形式不同引起的故障。

导轨在长期运转过程中的都会产生老化，事实上不同的导轨老化程度是不同的，引起爬行的原因也有差异。

对于滑动导轨，大部分情况下会利用利用镶条进行调整间隙，但长期运转镶条受到磨损老化，间隙也相应的增大，进而使得导油槽路受到堵塞引起爬行故障。

对于滚动导轨，承重能力会随着磨损程度的增加而降低，但通常情况下加工部件的重量较大，拖动能力会明显不足，故而引起爬行故障。

对于液压导轨，导轨副内的油膜的正常形成对稳定工作十分重要，但液压系统在使用一段时间之后会出现老化，进而使得油压降低，导轨副不能正常工作，从而出现爬行。

（2）机械传动部分出现故障引起的爬行。

论数控机床的爬行与振动数控机床是现代制造业中非常重要的加工设备之一，可以高效地实现各种加工操作。

然而，随着数控机床的广泛应用，机床的爬行问题和振动问题也逐渐凸显出来。

本文将讨论数控机床的爬行与振动问题，并提出相应的解决方法。

什么是数控机床的爬行和振动？数控机床爬行是指机床在工作中，由于机床本身的阻尼不足或工具加工中受到切屑或振动的作用，而产生机床整体的移动现象。

这种移动不仅会影响加工精度和表面质量，还会产生零件尺寸变化、不精确的孔位和外观缺陷等问题。

数控机床振动是指机床在高速运行时，由于结构刚度不足或工件质量不均匀的作用，而发生的整体或局部振动。

振动不仅会影响加工精度和工件表面质量，还会使机床与周围环境产生噪声和振动等问题。

数控机床爬行和振动的原因？数控机床爬行原因1.机床本身结构、工作台面、导轨或液压等结构不稳定或摩擦不足，导致机床整体移动。

2.工具切削过程中形成的切屑或液压件等的作用，引起机床移动。

数控机床振动原因1.机床结构抵抗刚度不足，或刚度分布不均匀，导致机床振动。

2.工件旋转、工具切削等加工过程引起的振动。

3.刀具与工件之间产生的碰撞，或刀具本身的振动。

如何解决数控机床爬行和振动问题？解决数控机床爬行问题的方法1.增加机床本身结构的稳定性，提高导轨的质量和刚度。

2.修改工作台面的结构和液压系统，减少机床移动产生的摩擦力和压力。

3.加强工具加工时的切屑处理，保证工具切削过程中的顺畅性。

解决数控机床振动问题的方法1.提高机床的刚度，减少机床振动发生的概率。

2.加强工件刀具的几何体配合，减少碰撞引起的振动。

3.提高机床的控制算法，优化速度和位置控制的准确性。

结论数控机床的爬行和振动问题是影响机床加工精度和表面质量的主要因素之一，解决这些问题需要综合考虑机床本身结构、工艺、控制算法等多种因素。

在实际加工过程中，应当根据实际情况选择合适的解决方案，针对问题进行有针对性的措施，从而确保机床的稳定性和加工质量。

机械工程师职称的论文 摘要： 机床爬行现象是机床常见故障之一，也是机械加工中难以解决的问题之一，其危害特别大，我们必须采取有效措施加以防范。多年来，通过对机械加工中机床产生爬行现象时的观察和统计分析，从中摸索出其产生爬行时的一些规律，找到了引起爬行的主要原因和解决办法，本文就机械加工生产中机床爬行现象做一简单的阐述和分析。 关键词： 机床爬行；机械故障；机械加工 数控机床的爬行故障是指进给系统的运动件在运转的过程中运行速度为连续匀速的运动，但是当其运动速度低于标准值时，就会打破匀速运动的规律，表现为时快时慢，忽走忽停，运行过程中存在顿、跳的现象，这种故障就称之为爬行故障。爬行主要在低速运行的情况下在传动系统的执行部件上出现，一般来说，爬行程度较轻微的情况下是不容易被察觉的，明显的爬行会表现为较大距离的跳动。爬行故障可由多种原因引起，排除起来有一定的困难。 一、机床爬行故障的危害分析 机床出现爬行时，使导轨运动不均匀，从而降低了定位精度和灵敏度，这会严重影响工件表面加工质量，甚至于导致被加工零件的报废；此外还会造成机床运动副的加速磨损；爬行严重时，会使机床失去加工能力。许多专家学者和工业界的同行们通过大量实验和实践经验，提出了一些假说来解释爬行原因，但对爬行的本质和机理，却各有理论。 对于此类集机、电、液等先进技术于一体的机械加工设备，产生爬行的因素是很复杂很综合的，机床的机、电、液中任何一个环节出现问题都有可能引起机床爬行，而实际工况中如何消除爬行故障与机床使用维护保养有很大的关系，极为典型的是金属切屑对运动副导轨拉伤到液压油品质等问题对机床爬行故障的起因。 二、机床爬行故障的原因分析 在设计制造机床时，它的传动机构刚性和工作台导轨承载能力是能都达到使用要求的，出现爬行在实际工作中我们主要考虑的是人力不可控或不容易控制的因素，这主要体现在机床导轨副的精度和静压系统两方面。机床使用时维护保养不好如刮屑板损坏使金属切屑直接进入两导轨面之间或液压油杂质未过滤完全，都很容易造成导轨面拉伤导轨磨损后表面精度不够，低速运动状态下，摩擦力增大而驱动力不足，致使工作台不能保持平稳的运行进而出现爬行故障。 另外，静压导轨是依靠静压油腔在两导轨面之间形成具有一定强度的压力油膜，使导轨面间形成液体摩擦减小了摩擦因数，达到使工作台平稳运行的目的。但若导轨面间缺油，致使没有形成油膜或油膜厚度不够，出现干摩擦负载加大，低速运行状态下驱动力不足，机床便出现爬行故障。另外，导轨磨损或静压油腔被破坏均会使油腔不能很好的封油，使液压油膜不达标或者形成不了油膜；而液压油质变坏

机床爬行因素的分析及消除方法单位：开封市高级技工学校姓名：陈莉莉机床爬行因素的分析及消除方法摘要：机床进给系统的运动件，当其运行速度低到一定值（如0.5mm/min）时，往往不是作连续匀速运动，而是时走时停、忽快忽慢，这种现象称之为爬行。

爬行是机床常见而不正常的运动状态，这一现象破坏了系统运动的均匀性，不仅使被加工件精度和表面质量下降，也会破坏液压系统工作的稳定性，使机床导轨加速磨损，甚至产生废品和事故。

本文就是针对爬行故障进行分析及消除措施。

关键词：爬行因素分析液压系统导轨零部件装配电机检测爬行量的方法：1、目测法：适用于大的爬行量，当工作台或活塞的爬行量过大，会产生严重的抖动。

用目测的方法，观察运动的平衡时，会看到突快、突慢的运动。

2、架表法：适用于不太明显的爬行量。

将百分表架在一固定部件上，表头对着工作台的运动方向不压表或少量压表。

观察百分表针的运动状态，即反应出爬行量的大小。

3、光电效应法：适用于轻微的爬行量。

即把移动部件，不均匀的脉冲经过放大显示在仪器上观察。

机床的爬行影响零件的加工质量、表面粗糙度及定位精度，并造成摩擦副的加剧磨损，从而影响到零件的使用寿命。

机床爬行的因素很多，有单一因素，有综合因素，现对不同的因素进行分析。

并举例介绍其消除方法。

1、液压系统有空气存在液压系统中混入空气是造成液压系统出现爬行故障的根本原因。

当空气混入油中以后，一部分溶解到压力油中，剩余的则形成游离状气泡浮游在压力油中，由于空气有很大的压缩性，执行器负载的波动使油液压力脉动，导致气体膨胀或收缩而引起执行器供油量明显变化，从而使“刚性”环节变成“弹性”环节，导致爬行产生。

消除方法：为了避免空气侵入液压系统，应紧固各管道连接处螺母，严防泄漏；机床起动后，把工作台的升程调至较大，快速往复运动10钟，空气可以从回油口自动排除，也有的机床工作台一侧装有放气阀。

如从1420则需打开放气阀。

把工作台的运动快速往返五分钟。

嫩实用技能　浅析机床爬行现象产生的原因及其对策　王志刚　臧丽（大庆高新热力有限公司）　

摘要：爬行是机床运动中常见的现象，严重影响着工作的表面质量和尺　寸精度，由于引起其原因复杂，往往不易排除，所以一直被认为是机床运动　中最棘手的故障之一。本文试图就这个问题加以粗浅的论证与探索。　关键词：爬行滑动摩擦阻力　机床进给系统的运动件，当其运行速度低到一定值（如　Ｏ．５ｍｍ／ｍｉｎ）时，往往不是作连续匀速运动，而是时走时停、忽快忽　慢，这种现象称之为爬行。　爬行是机床常见而不正常的运动状态，主要出现在机床各传动　系统的执行部件上（如刀架系统、工作台等），且一般在低速行时出　现较多。运动速度低时，润滑油被压缩，；Ｅｂ膜变薄，；Ｅｂ楔作用降低，部　分油膜破坏，摩擦面阻力发生变化。通常情况下，轻微程度的爬行有　不易察觉的振动，显著的爬行则是大距离地跳动。　进给运动中的爬行现象破坏了系统运动的均匀性，不仅使被加　工件精度和表面质量下降，也会破坏液压系统工作的稳定性，使机　床导轨加速磨损，甚至产生废品和事故。　一、

机床爬行原因分析　

引起爬行的主要原因，是摩擦因数随运动速度的变化和传动系　统刚性不足。机床在实际使用中，爬行现象主要是在传动系统刚性　不足，驱动力与负载摩擦阻力波动变化的情况下形成。机床液压系　统侵入空气，液压元件间隙增大及机械装置自身原因都可能引起爬　行故障。　我们知道爬行是指机床运动部件慢速动行时的不平稳性，表现　为有规律的一停一跃。这种现象的出现，以磨床居多数，会严重影响　工作的表面质量和尺寸精度。　（１）爬行的产生是由于静摩擦系数大于动摩擦系数，而驱动系　统的刚性又不够，一直不断地反复蓄能与放能的结果。因此，排除爬　行的一切措施，都不外平从减小驱动阻力，减小静、动摩擦系数之差　和驱动系统刚度三方面来着手。　（２）爬行只在低速运行时才会出现，高速时，从动件的速度来不　及超过原动件，弹簧始终处于压缩状态，没有放能的阶段，另外，高　速时润滑油的油楔作用增大，更接近于液体摩擦，于是静、动摩擦系　数之差减小，所以，高速时不会产生爬行现象。事实上，存在明显的　临界爬行速度（对中小型磨床一般为每分钟十几毫米至几十毫米），　低于此速度时，爬行立即出现；高于此速度时，爬行即消失。　二、解决对策　１、改善导轨摩擦特性改善导轨摩擦特性就是降低摩擦阻力　和减小静、动摩擦系数之差。为此，可采取以下措施：　（１）滑动面的加工方法，从降低摩擦阻力的角度看，总的来说是　是磨削比刮削好。试验表明，上导轨面用碗形砂轮端面磨削，下导轨　面用盘形砂轮周边磨削，可获得最好的效果；其次是下导轨面用碗　形砂轮端面磨削，上导轨面刮研。当上、下导轨面都为磨削时，其接　触情况应用着色检验，接触指标须满ＪＢ２２７８－－７８（金属切削机床通　用技术条件》和ＪＢ２２８０－－７８（金属切削机床械加工结合面接触的检　验及评定》的规定（表１）。　表１　机械加工滑动导轨面接触指标（％