《龙门铣附件头轴断裂分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《龙门铣附件头轴断裂分析（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、大型机床附件头定位轴断裂分析 一、宏观检测： 断裂处在 135 和 100 之间的退刀槽处（如图一所示）。两 端面断后没有及时停车，使两断面发生严重的摩擦。产生高温，使 断口颜色主要成黑色周围为蓝色和白亮（如图二所示）。轴体表面 呈现有光泽黄褐色。倒角不明显。断口附近轴面安装压力轴承痕迹 不均匀。（如图三所示）轴的右端安装法兰盘和调整垫处以烧结成 为一体（如图四，正面所示）。上面连接的压力轴承滚珠槽发生严 重变形表面呈电火花粗加工状（如图四，反面所示）。 断裂处图二 图三 金相1 有挤压痕迹 无痕迹 金相2 图一 图四 图五 二、断口分析： 断口垂直于轴向。断口有一定的氧化和磨损。无明显塑性变
2、 形。扩展区呈纤维状无明显贝纹。扩展区和最后断裂区界限明显。 疲劳源区磨损严重，以不能准确确定疲劳源准确位置。（如图二所 示）通过观察断口和受力分析（如图一所示，轴体右侧受拉力和向 下剪切力），最终端口确定为剪切应力引起的剪切型疲劳断口。因 为最后断裂区面积比较大，所以能看出应力比较大。所以判断为高 应力尖缺口单方向性的疲劳剪切断口。 三、洛氏硬度检测： 表面硬度 57.0 57.5 57.5 心部硬度 570 57.5 57.0 使用标准 GB/T 230-2009 金属材料 洛氏硬度试验 四、化学成分检测： C% Si% Mn% P% S% Cr% v% 标准含量 0.65 0.75 0.
3、85 1.15 0.65 1.05 0.90 1.20 0.03 0.03 0.15 0.30 式样含量 0.644 0.969 0.751 0.027 0.004 1.03 0.229 使用标准：GB/T 1299 合金工具钢 正面 反面 四、酸洗低倍检测： 使用标准：GB/T 1299 合金工具钢 五、金像检测： 在扩展区和最后断裂区制取金相试样（如图二）组织均为针状 马氏体和少量块状碳化物使用（如图六、七所示），马氏体长度为 46 级别为 4 级。 图六 图七 使用标准：ZB J36 003 工具热处理金像检验标准。 六、综合分析： 从上述检测 结果可看出。断裂处高应力集中。应力单方向性
4、。 受循环载荷。该轴表面硬度比设计略低，设计硬度为 C60.样品成分 符合要求。低倍检测出粗大支晶。金相检验马氏体等级为 4 级且有 块状碳化物，依据 zbj36003 标准合格为 1-3.5 级，4 级以上为过热 组织。 中心疏松 锭形偏析 其他 1.0 1.0 粗大枝晶（如图五所示） 该轴工作于大型机床附件头中，作为一圆柱双向锥齿轮的定位 用。该轴的表面硬度硬度偏低、截面内存在粗大支晶和金相中马氏 体粗大。都可降低该轴的物理性能。该轴加工的退刀槽过小，使应 力过于集中。还有在断裂处附近发现轴承的安装痕迹不对称也是可 能导致该轴断裂的原因之一。 通过对用户的咨询。得知该轴服务的机床在安装到该轴断裂的 十个月中。机床经常过载报警。从该轴右端烧结的情况看，在该轴 断裂之后机床还继续工作了很长时间。断裂段左右窜动导致整个附 件头整体报废。可以看出生产者对设备不爱护不关心。 七、总结： 该轴断裂为多种原因引起的高应力疲劳断裂。建议生产者在生 产和检验方面加强管理，使用者在人员素质、产量、和安全生产等 方面做好协调。
