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1、 黑龙江建筑职业技术学院毕业论文1卧式气门摩擦焊接机床常见故障以及维修卧式气门摩擦焊接机床常见故障以及维修摘要：摩擦焊接在零件加工工厂广泛使用，在气门加工中，以快速、灵活焊接过程稳定并且可复验焊接质量优异的特点已成为企业保证产品质量、提高生产效率和管理水平的关键设备之一。但是要求它在实时控制的每一时刻都准确无误地工作。任何部分的故障与失效，都会使机床停机，从而造成生产停顿，降低生产效率。所以在摩擦焊接机床运行，需要通过科学的方法、行之有效的措施，迅速判别故障发生的原因，找出解决这些问题的方法，对保证工程质量，提高产品生产率有着重要作用。以保证后续加工按计划完成生产任务。由于卧式气门摩擦焊接机床
2、长时间处于运作状态，出现故障的频率较高，并且机械故障维修多而杂的问题, 造成机床在使用中出现难修护诊断的现象, 导致停机停产，要克服和消除这种现象, 就必须在使用中注意总结故障诊断与维修经验、 提高设备维护人员的专业技能, 并且注意维护保养保障机床加工设备的完好和高效的运行。 关键词：关键词：摩擦焊接 卧式气门摩擦焊接机床故障 诊断维修 维护保养黑龙江建筑职业技术学院毕业论文2第一章第一章 绪论绪论1.11.1 摩擦焊的概念摩擦焊的概念1.1.11.1.1 摩擦焊的概念摩擦焊的概念在压力作用下，通过待焊界面的摩擦使界面及其附近温度升高，材料断面达到热塑性状态，伴随着材料产生塑性流变，通过界面的
3、分子扩散和再结晶而实现焊接的固态焊接方法图 1-1 卧式气门摩擦焊接1.1.21.1.2 基本信息基本信息摩擦焊通常由如下四个步骤构成：1、机械能转化为热能；2、材料塑性变形；3、热塑性下的锻压力；4、分子间扩散再结晶。摩擦焊相较传统熔焊最大的不同点在于整个焊接过程中，待焊金属获得能量升高达到的温度并没有达到其熔点，即金属是在热塑性状态下实现的类锻态固相连接。黑龙江建筑职业技术学院毕业论文3相对传统熔焊，摩擦焊具有焊接接头质量高能达到焊缝强度与基体材料等强度，焊接效率高、质量稳定、一致性好，可实现异种材料焊接等。摩擦焊接的起源可追溯到公元 1891 年，当时美国批准了这种焊接方法的第一个专利。
4、该专利是利用摩擦热来连接钢缆。随后德国、英国、苏联、日本等国家先后开展了摩擦焊接的生产与应用。我国是世界上研究摩擦焊接最早的国家之一，早在1957 年就实验成功了铝铜摩擦焊。多年来，摩擦焊接以其优质、高效、节能、无污染的技术特色，深受制造业的重视，特别是不断开发出摩擦焊接的新技术，如超塑性摩擦焊接、线性摩擦焊接、搅拌摩擦焊接等，使其在航空、航天、核能、海洋开发等高技术领域及电力、机械制造、石油钻探、汽车制造等产业部门得到了愈来愈广泛的应用。1.1.31.1.3 摩擦焊的优点摩擦焊的优点摩擦焊的优点是，可以将不同的材料（钢/黄铜、钢/铜、钢/铝、铝/陶瓷）相互连接在一起。应用示例有内燃机气门、钻
5、杆、液压组件、压印辊、轴支架等等。摩擦焊的热影响区域明显小于其它焊接工艺。因此在焊接区域不会形成熔体。摩擦焊接是一种全自动焊接过程。一旦确定了正确的焊接参数，技工即可操纵焊机工作。其优点可概括如下：黑龙江建筑职业技术学院毕业论文4（1）、快速、灵活；（2）、焊接过程稳定并且可复验；（3）、焊接质量优异，不必依赖熟练焊工；（4）、可将准备工作量降到最低；（5）、无需焊剂或保护气体；（6） 、对环境有利，不会产生焊接烟气或其它气1.1.41.1.4 分类分类摩擦焊技术经过长年的发展，已经发展出很多种摩擦焊接的分类：摩擦螺柱焊、摩擦堆焊、第三体摩擦焊、嵌入摩擦焊、惯性摩擦焊、搅拌摩擦焊、径向摩擦焊、
6、线性摩擦焊和摩擦叠焊等。摩擦焊工艺方法已由传统的几种形式发展到二十多种，极大地扩展了摩擦焊接的应用领域。被焊零件的形状由典型的圆截面扩展到非圆截面(线性摩擦焊)和板材(搅拌摩擦焊)，所焊材料由传统的金属材料拓宽到粉未合金、复合材料、功能材料、难熔材料，以及陶瓷金属等新型材料及异种材料领域。1.21.2 技术原理技术原理焊前，待焊的一对工件中，一件夹持于旋转夹具，称为旋转工件，另一件夹持于移动夹具，称为移动工件。焊接时，旋转工件在电机驱动下开始高速旋转，移动工件在轴向力作用下逐步向旋转工件靠拢，两侧工件接触并压紧后，摩擦界面上一黑龙江建筑职业技术学院毕业论文5些微凸体首先发生粘接与剪切，并产生摩
7、擦热。随着实际接触面积增大，摩擦扭矩迅速升高，摩擦界面处温度也随之上升，摩擦界面逐渐被一层高温粘塑性金属所覆盖。此时，两侧工件的相对运动实际上已发生在这层粘塑性金属内部，产热机制已由初期的摩擦产热转变为粘塑性金属层内的塑性变形产热。在热激活作用下，这层粘塑性金属发生动态再结晶，使变形抗力降低，故摩擦扭矩升高到一定程度(前峰值扭矩)后逐渐降低。随着摩擦热量向两侧工件的传导，焊接面两侧温度亦逐渐升高，在轴向压力作用下，焊合区金属发生径向塑性流动，从而形成飞边，轴向缩短量逐渐增大。随摩擦时间延长，摩擦界面温度与摩擦扭矩基本恒定，温度分布区逐渐变宽，飞边逐渐增大，此阶段称之为准稳定摩擦阶段。在此阶段，
8、摩擦压力与转速保持恒定。当摩擦焊接区的温度分布、变形达到一定程度后，开始刹车制动并使轴向力迅速升高到所设定的顶锻压力此时轴向缩短量急骤增大，并随着界面温度降低，摩擦压力增大，摩擦扭矩出现第二个峰值，即后峰值扭矩。在顶锻过程中及顶锻后保压过程中，焊合区金属通过相互扩散与再结晶，使两侧金属牢固焊接在一起，从而完成整个焊接过程。在整个焊接过程中，摩擦界面温度一般不会超过熔点，故摩擦焊是固。1.2.11.2.1 焊接过程焊接过程擦焊接过程包括四个阶段黑龙江建筑职业技术学院毕业论文61、将焊接工件近焊接环；2、使焊接工件与填充环接触，并使焊接环开始旋转；3、轴向压力开始上升，从而使温度升高，直至达到锻造
9、温度；4、焊接环停止旋转并施以最后的锻造力。第二个阶段为干摩擦阶段，此时使焊接组件在最初的低压下开始接触，以清理端面，使之达到预热程度，并在第三个阶段开始之前减小摩擦系数。本阶段需要持续一段时间。因为此时摩擦系数颇大，故需颇大的功率来旋转焊接圆环。第三阶段压力开始升高，焊接组件之间的摩擦加大。施焊材料变得脆弱并呈现 - 流淌 - 状态，即形成 - 烧化 - 的现象。材料的 - 熔化 - 使污物从焊缝界面上清除掉。，当预先设置的短管到达限定的位置时，本阶段的工作结束，旋转应尽可能快的停止。第四个阶段即最后一个阶段，压力会上升到足以使焊接组件达到能锻接在一起的程度。由于没有热输入，该阶段可对接合件
10、进行附加的机械加工，以促进显微组织的进一步精细化。可借助液压缸或气动锤冲击管端的方式施加锻造压力。本阶段一旦结束，焊接过程便宣告完成，便可将焊接工件立即拆卸。黑龙江建筑职业技术学院毕业论文7图 1-2 焊接过程图1.31.3 应用应用摩擦焊接以其优质、高效、节能、无污染的技术特色，在航空、航天、核能、兵器、汽车、电力、海洋开发、机械制造等高新技术和传统产业部门得到了愈来愈广泛的应用。下面以摩擦焊接在航空航天工业与汽车工业中的应用举例说明。(1)航空航天工业随着现代高性能军用航空发动机的不断更新，其主要性能指标推重比亦不断提高。同时对发动机的结构设计、材料及制造工艺均提出了更高的要求。从 70
11、年代起，以美国 GE 公黑龙江建筑职业技术学院毕业论文8司为代表，在军用航空发动机转子部件（盘+盘、盘+轴）制造中，率先成功地采用了惯性摩擦焊接技术。GE 公司生产的 TF39航空发动机的 16 级压气机盘；CMF56 航空发动机的 1-2 级，4-9 级，以及压气机轴；F101 航空发动机的 1-3 级盘与鼓及前轴颈，5-9 级盘与鼓及后轴颈等均采用了摩擦焊接工艺，有的还采用了粉末冶金等温锻造摩擦焊接组合工艺。API(Udimet700、Astroloy)、In100 和 Ren95 及 In718 之类的粉末高温合金盘已成功地采用了惯性摩擦焊接，其焊接接头性能可达到母材的水平。美国 Tex
12、tron Lycoming 公司生产的新型大功率 T55 涡轮喷气发动机的前盘与前轴、后轴的连接都是采用盘+轴一体的摩擦焊接结构。P国内外在发动机双金属排气阀生产中广泛采用了摩擦焊接技术将 NiCr20TiAl（Nimonic 80)、5Cr21Mn9Ni4(21-4N)、4Cr14Ni14W2Mo 之类的高温合金或奥氏体型耐热钢盘部与4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo 之类的马氏体型不锈耐热钢杆部连接起来形成整体排气阀，特别适合于空心阀的制造。采用锻焊复合结构取代整体锻造生产汽车半轴在国外已得到广泛应用。另外，汽车及工程机械上风扇轴支座组件、空心后轴、前悬架、自动变速器输出轴、无变形飞轮齿
13、圈、发电机支座、粘性传动风扇联轴节、起动机小齿轮组件、速度选择轴、变扭器盖、汽车液压千斤顶、转向节、司机侧气囊充气器、万向节组件、凸轮轴、黑龙江建筑职业技术学院毕业论文10水泵毂和轴、直接离合器鼓和毂组件、后桥壳管、倾斜转向轴、叉、冷却风扇电机壳体和轴、等速万向节、连轴齿轮、变扭器盖、传动轴、叉、涡轮传动轴、中央轴、涡轮增压器、乘客侧气囊充气器、 汽车用扁尾套筒第二章第二章 卧式气门摩擦焊接机床常见故障以及维修卧式气门摩擦焊接机床常见故障以及维修2.12.1 卧式气门摩擦焊接机床操作指导书卧式气门摩擦焊接机床操作指导书2.1.12.1.1 设备要求设备要求1.先启动液压电动机 30 秒后再启动
14、主轴电动机，主轴电动机启动后等待 60 秒.2.按照附件如011337 附件 摩擦焊接参数设置表对设备进行设置并确认。3.打开冷却循环水，检查加工气门的压力设置参数是否与规定要求相符。黑龙江建筑职业技术学院毕业论文114.按照不同的产品选取相应的德干部箭头和头部夹头的加持直径必须与头部杆部一致。5 调节杆部的上料结构，使之能顺利的将棒料送入头部。6.将所有按钮旋转至在、自动加工状态，按 START 键进行加工。7.设置时杆部应伸出夹头 1011mm，头部 910mm，如不拉飞边，则头部伸出夹块 5mm 以上即可。2.1.22.1.2 操作内容及注意事项操作内容及注意事项(1).操作前戴好劳动防
15、护用品，检查机械，电器，防护装置以及工装夹具，量具的情况，控制系统必须处于完美状态，发现问题要及时处理，再进行操作。(2).设备开动后精力要集中，不得任意离开岗位操作台，产品转换，调整工装，修理，检查设备必须停机后进行，生产中如发现设备异常现象，应立即停机并通知有关人员进行修理、(3).检查操作台各种阀门是否在原始位子上，如表压力读数是否属于正常范围。(4).焊接时，应给设备已适当的预热时间，检查工件磨光的端面是否被污染，如被污染，应进行清理后再进行焊接。(5)检查油箱内的油位是否低于在最低油标线上方，如低于此线加满油。黑龙江建筑职业技术学院毕业论文12(6)班正式生产前必须按要求手动弯曲 2
16、 件，合格后方能生产。2.22.2 卧式气门摩擦焊接机床常见故障分析诊断以及维修卧式气门摩擦焊接机床常见故障分析诊断以及维修 2.2.1.2.2.1.感应灯失效感应灯失效采用一发一收主动红外线技术，一体化编解码方式发射，解码接收，控制输出，8 位单片机制作功能强大，采用工业区级芯片，负载能力广，抗干扰能力强，适用于任何场所.注意事项注意事项安装时请把智能灯具安装在人经常活动的地方（天花板或墙壁上） ，可提高其灵敏度及工作范围。 不要安装在潮湿的天花板或墙壁上。 清洗时要先断开电源。 清洗时请选取无腐蚀性的清洁剂。 灯具安装后在一定空间不能用酸性或碱性的化学溶剂，否则对灯具的电镀或喷漆造成损坏。(1） 、 安装时请勿带电操作，等安装好后再加电。(2） 、 请勿超功率范围使用。(3） 、 本开关适用于室内环境，请勿安装在户外恶劣环境下使用。常见失效环境：常见失效环境：(1).如感应灯感应处存在油污，需擦净便可使用；(2).
