本发明专利技术涉及一种分区构建仿生耦合表面修复再生废旧机床导轨，该导轨表面按照未修复前的硬度由大到小分为A、B、C三个区域；A区、B区、C区表面分别加工有条状仿生耦元、点条组合仿生耦元、网状仿生耦元；各区域分别按照修复前的硬度分为多个微调区域，并且各微调区域随修复前的硬度由小到大，其上仿生耦元的间距由小到大变化。本发明专利技术在不同的硬度分区导轨表面上匹配相应的仿生耦合模型，突破了非均匀修复均一性的难题，使修复后机床能够达到甚至超过新机床的工作年限；修复后导轨的使用寿命可达到8～12年，极大地提高了导轨与机床的利用年限，避免了整个机床的报废，也避免了制造新机床的资源消耗，节约了大量的资源。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废旧机床导轨修复再生领域，涉及一种采用激光加工方法分区构建仿生耦合表面，对磨损程度非均匀的废旧机床导轨进行均一性修复的方法。
技术介绍
机床导轨是在机床上用来支承和引导部件沿着一定的轨迹运动或起夹紧定位作用的轨道。机床常规损坏零件可以更换，而对于导轨与床身连为一体的机床，当导轨严重磨损达到报废，就意味着整个机床的报废，造成极大资源浪费。如果将废弃的导轨进行修复再生，就能有效的延长整个机床的使用寿命，节约大量资源。但是表面经过淬火的导轨在报废时往往残留2～5mm厚的剩余淬火层，经分析，一方面刀架由于长期的沿导轨面非均匀工作，另一方面导轨淬火硬度沿厚度方向是梯度变化的，导致剩余淬火表面的磨损程度非均匀。若以硬度作为直观测量指标，即整个剩余淬火表面各部分的硬度不同，其耐磨性也不同。如果去除剩余淬火层来获得均匀表面，则会使导轨尺寸和精度达不到机床的使用需求，且消耗大量的人力物力；如果保留剩余淬火层，由于现有方式都是在均匀面上修复，这就需要一种能够修复非均匀达到耐磨性均一的新方法。为了更好的提高效率和降低环境污染，科技目光逐渐转向自然界。通过观察分析，亿万年的进化使得生物具有最佳组成结构，即消耗最小的能量达到最优的结果，于是仿生学应运而生。通过对自然界生物的研究，根据实际需要选出合适的生物模型进行形态、结构和材料的研究，并且转化应用。中国专利公报公开了“一种激光仿生耦合导轨及其再生方法”(申请号：2015106122948；公开日：2015年11月25日)和“一种多结构异距仿生表面组合的铸铁导轨及其再生方法”(申请号：20151062123048；公开日：2015年12月2日)。第一种方法在沿着导轨实际工作时架于其上的刀具进给方向上，将导轨表面分为严重磨损区和轻微磨损区，利用激光在两种磨损程度不同的区域分别加工耦合不同形状仿生单元体的仿生表面，进而获得硬度、应力分布均匀且抗磨损性能趋于均匀一致的多仿生耦合表面组合的导轨表面，实现其再生；这种方法只将硬度差区间分成两区，没有考虑区间硬度值的不同，因而修复后在每个区间内仍然存在抗磨损性能不均匀的问题。第二种方法通过不同磨损程度区域的硬度或应力分布情况，设计特定的两种间距变化的双耦元仿生表面，通过双耦元仿生单元体的两种耦元的相互作用，与机体共同构成多因素多结构的相互耦合、相互作用的耦合仿生区域，以提高滑动导轨的耐磨性；该方法的缺点是每种硬度差区间中双耦元仿生单元体都是相同的间距，因而每个区间内也存在抗磨损性能不均匀的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种能够做到整体与细节统一，实现机床导轨的磨损非均匀表面均一性修复的分区构建仿生耦合表面修复再生废旧机床导轨的再生方法。为了解决上述技术问题，本专利技术的分区构建仿生耦合表面修复再生废旧机床导轨，其特征在于所述导轨表面按照未修复前的硬度由大到小分为A、B、C三个区域；A区、B区、C区表面分别加工有条状仿生耦元、点条组合仿生耦元、网状仿生耦元；各区域分别按照修复前的硬度分为多个微调区域，并且各微调区域随修复前的硬度由小到大，其上仿生耦元的间距由小到大变化。所述A区、B区、C区修复前的表面硬度分别为650HV～750HV、550HV～650HV、450HV～550HV。所述A区条状仿生耦元的宽度Aw、B区点状仿生耦元的直径Bd、B区条状仿生耦元的宽度Bw和C区网状仿生耦元宽度Cw均为1～1.6mm，A区条状仿生耦元的深度Ah、B区点状和条状仿生耦元的深度Bh和C区网状仿生耦元宽度深度Ch均为500～1000μm。所述A区内分为n1个微调区域，分别为A1、A2、……Ai……An1，对任一微调区域Ai，其上条状仿生耦元的间距SAi＝(AAi/700)SA，其中AAi为微调区域Ai修复前的硬度，SA为A区条状仿生耦元的标准间距，SA＝3.2～3.6mm。所述B区内分为n2个微调区域，分别为B1、B2、……Bi……Bn2，对任一微调区域Bi，其上点条组合仿生耦元的间距SBi＝(BBi/600)SB，其中BBi为微调区域Bi修复前的硬度，SB为B区点条组合仿生耦元的标准间距，SB＝6.1～7.1mm。所述C区间内分为n3个微调区域，分别为C1、C2、……Ci……Cn3，对任一微调区域Ci，其上网状仿生耦元的间距SCi＝(CCi/500)SC，其中CCi为微调区域Ci修复前的硬度，SC为C区点条组合仿生耦元的标准间距，SC＝3.8～4.5mm。本专利技术的目的在于对废弃机床导轨，保留其磨损非均匀的剩余淬火层，在不同硬度导轨面上构建相应的仿生耦合模型，使耐磨性不同的区域经过各自对应的仿生耦合模型修复后，其整个导轨的耐磨性达到一致，实现机床导轨的磨损非均匀表面的均一性修复。为修复再生非均匀达到均一性提供了新思路。本专利技术的上述分区构建仿生耦合表面修复再生废旧机床导轨的再生方法，其特征在于步骤如下：步骤一、清除废旧机床导轨剩余淬火表面油污和磨损痕迹，并使其表明平整化；步骤二、将导轨表面分为多个长方形区域，在长方形区域内沿长方形的两条对角线进行硬度测量并取平均值，作为该长方形区域的硬度值；根据各长方形区域硬度值进行分区；硬度值在650HV～750HV内的区域记为A区，将700HV作为A区标准硬度；硬度值在550HV～650HV内的区域记为B区，将600HV作为B区标准硬度；将硬度值在450HV～550HV内的区域记为C区，将500HV作为C区标准硬度；其中A区分为n1个微调区域，分别标记为A1、A2、……Ai……An1，B区分为n2个微调区域，分别标记为B1、B2、……Bi……Bn2，C区分为n3个微调区域，标记为C1、C2、……Ci……Cn3；步骤三、设定A区条状仿生耦元的宽度Aw、B区点状仿生耦元的直径Bd、B区条状仿生耦元的宽度Bw和C区网状仿生耦元宽度Cw均为1～1.6mm，A区条状仿生耦元的深度Ah、B区点状和条状仿生耦元的深度Bh和C区网状仿生耦元宽度深度Ch均为500～1000μm；然后确定A区、B区、C区的仿生耦元形状及其各微调区域内仿生耦元的实际间距；步骤四，根据步骤三确定的A区、B区、C区的仿生耦元形状及其各微调区域内仿生耦元的实际间距，利用激光加工方法在导轨表面A区、B区、C区制备相应形状及间距的仿生耦元。所述步骤三中确定的A区、B区、C区的仿生耦元形状及其各微调区域内仿生耦元的实际间距如下：对于A区内任一微调区域Ai，其上的条状仿生耦元的间距SAi＝(AAi/700)SA，其中AAi为微调区域Ai修复前的硬度，SA为A区条状仿生耦元的标准间距，SA＝3.2～3.6mm；对于B区内任一微调区域Bi，其上的点条组合仿生耦元的间距SBi＝(BBi/600)SB，其中BBi为微调区域Bi修复前的硬度，SB为B区点条组合仿生耦元的标准间距，SB＝6.1～7.1mm；对于C区间内任一微调区域Ci，其上的网状仿生耦元的间距SCi＝(CCi/500)SC，其中CCi为微调区域Ci修复前的硬度，SC为C区点条组合仿生耦元的标准间距，SC＝3.8～4.5mm。所述步骤三中，确定A区、B区、C区的仿生耦元形状及其各微调区域内仿生耦元的实际间距的方法如下：(1)、选取N组与未处理导轨C区相同的试样，试样表面本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种分区构建仿生耦合表面修复再生废旧机床导轨，其特征在于所述导轨表面按照未修复前的硬度由大到小分为A、B、C三个区域；A区、B区、C区表面分别加工有条状仿生耦元、点条组合仿生耦元、网状仿生耦元；各区域分别按照修复前的硬度分为多个微调区域，并且各微调区域随修复前的硬度由小到大，其上仿生耦元的间距由小到大变化。
【技术特征摘要】
1.一种分区构建仿生耦合表面修复再生废旧机床导轨，其特征在于所述导轨表面按照未修复前的硬度由大到小分为A、B、C三个区域；A区、B区、C区表面分别加工有条状仿生耦元、点条组合仿生耦元、网状仿生耦元；各区域分别按照修复前的硬度分为多个微调区域，并且各微调区域随修复前的硬度由小到大，其上仿生耦元的间距由小到大变化。2.根据权利要求1所述的分区构建仿生耦合表面修复再生废旧机床导轨，其特征在于所述A区、B区、C区修复前的表面硬度分别为650HV～750HV、550HV～650HV、450HV～550HV。3.根据权利要求2所述的分区构建仿生耦合表面修复再生废旧机床导轨，其特征在于所述A区条状仿生耦元的宽度Aw、B区点状仿生耦元的直径Bd、B区条状仿生耦元的宽度Bw和C区网状仿生耦元宽度Cw均为1～1.6mm，A区条状仿生耦元的深度Ah、B区点状和条状仿生耦元的深度Bh和C区网状仿生耦元宽度深度Ch均为500～1000μm。4.根据权利要求2或3所述的分区构建仿生耦合表面修复再生废旧机床导轨，其特征在于所述A区内分为n1个微调区域，分别为A1、A2、……Ai……An1，对任一微调区域Ai，其上条状仿生耦元的间距SAi＝(AAi/700)SA，其中AAi为微调区域Ai修复前的硬度，SA为A区条状仿生耦元的标准间距，SA＝3.2～3.6mm。5.根据权利要求2或3所述的分区构建仿生耦合表面修复再生废旧机床导轨，其特征在于所述B区内分为n2个微调区域，分别为B1、B2、……Bi……Bn2，对任一微调区域Bi，其上点条组合仿生耦元的间距SBi＝(BBi/600)SB，其中BBi为微调区域Bi修复前的硬度，SB为B区点条组合仿生耦元的标准间距，SB＝6.1～7.1mm。6.根据权利要求2或3所述的分区构建仿生耦合表面修复再生废旧机床导轨，其特征在于所述C区间内分为n3个微调区域，分别为C1、C2、……Ci……Cn3，对任一微调区域Ci，其上网状仿生耦元的间距SCi＝(CCi/500)SC，其中CCi为微调区域Ci修复前的硬度，SC为C区点条组合仿生耦元的标准间距，SC＝3.8～4.5mm。7.一种如权利要求1所述的分区构建仿生耦合表面修复再生废旧机床导轨的再生方法，其特征在于步...
【专利技术属性】
技术研发人员：周宏，冯丽，隋琦，张鹏，杨林，李慧，石琛，袁玉环，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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