在高精密陶瓷零件加工行业，设备的常规使用的寿命必然的联系到企业的生产所带来的成本与生产效率。陶瓷雕铣机作为加工高精密复杂陶瓷零件的核心装备，其长期稳定运行的能力，是公司实现持续盈利的重要保障。然而，许多企业在使用陶瓷雕铣机的过程中，常会遇到设备使用 3-5 年后精度一下子就下降、故障频发的问题，却始终找不到最终的原因。实际上，隐藏在床身内部的应力，正是决定陶瓷雕铣机常规使用的寿命的关键密码，它如同设备的 “隐形衰老因子”，在经常使用中缓慢侵蚀设备性能，最终影响设备的使用寿命。
陶瓷雕铣机的床身是整个设备的基础支撑结构，需要长期承受切削力、设备自重以及各部件运转产生的作用力。如果床身内部存在应力集中现象，在长期的受力过程中，应力集中部位会逐渐出现微观裂纹。随着设备使用时间的延长，这些微观裂纹会继续扩展，最后导致床身出现非常明显的结构伤害损坏，如裂纹、变形等。例如，某陶瓷零件加工厂的一台雕铣机，在使用 4 年后，床身导轨附近出现了一条明显的裂纹，经检验测试发现，该部位在制作的完整过程中存在应力集中，长期承受切削力后，裂纹逐步扩大，最终影响了设备的正常运行。
陶瓷雕铣机在工作过程中，切削力并非恒定不变，而是呈现周期性变化。这种周期性变化的力会使床身处于循环应力作用下。一直处在循环应力状态下，床身材料会逐渐产生疲劳损伤，当损伤积累到某些特定的程度时，就会引发疲劳失效，导致床身出现断裂、变形等严重故障。以加工大型陶瓷模具为例，由于模具尺寸较大，工艺流程中刀具需要频繁移动，切削力的大小和方向一直在变化，床身承受的循环应力也随之变化。长期下来，床身有可能会出现疲劳失效，导致设备无法正常加工，常规使用的寿命大幅缩短。
床身作为设备各部件的安装基础，其精度直接影响各部件之间的配合精度。当床身内部存在应力时，在长期使用的过程中，应力的释放会导致床身发生缓慢变形，进而影响导轨、丝杠等部件的安装精度和配合间隙。例如，床身变形会使导轨的平行度误差增大，丝杠与导轨的垂直度偏差增加，导致刀具运动精度下降，加工出的零件精度不足以满足要求。同时，部件配合精度的下降还会加剧各部件之间的磨损，如导轨与滑块之间的磨损、丝杠与螺母之间的磨损等，进一步缩短设备的使用寿命。
某医疗陶瓷零件加工厂主要生产陶瓷人工关节、陶瓷牙冠等高精度医疗零件。该厂在 5 年前购置了一批陶瓷雕铣机，初期设备运行稳定，加工精度能够很好的满足医疗行业的严格要求。但随着使用时间的增加，设备逐渐出现精度下降、故障增多的问题。尤其是在加工陶瓷人工关节的球面部位时，精度误差慢慢的变大，无法达到产品设计标准。经过专业机构检测，发现这些设备的床身内部存在比较大的残余应力，在长期使用的过程中，应力逐渐释放，导致床身变形，进而影响了设备的加工精度和稳定能力。由于床身变形无法修复，这些使用仅 5 年的设备不得不提前报废，给企业造成了巨大的经济损失。据统计，此次设备更换不仅花费了数百万元的设备采购费用，还因设备停机导致生产停滞，损失了大量订单。
一家新能源陶瓷部件生产企业，主要为新能源汽车生产陶瓷绝缘部件。随着新能源汽车行业的加快速度进行发展，企业订单量大幅度的增加，设备需要 24 小时连续运转。然而，在设备使用 3 年后，企业发现设备的故障率明显上升，平均每月需要停机维修 2-3 次，每次维修时间长达数天。修东西的人经过检查发现，设备床身由于一直处在高温、高负荷状态，热应力和机械应力相互作用，导致床身出现了严重的变形和裂纹，许多核心部件如导轨、丝杠等也因床身变形而损坏。为了能够更好的保证生产进度，企业不得不频繁更换损坏的部件，每年的维修费用高达数十万元。同时，设备的频繁停机也导致生产效率一下子就下降，无法按时交付订单，给公司能够带来了巨大的成本压力和信誉损失。
在陶瓷雕铣机的设计阶段，就应最大限度地考虑床身应力的控制。采用有限元分析等先进设计方法，对床身结构可以进行优化设计，合理分布床身的刚度和强度，防止应力集中部位。例如，在床身的导轨安装部位、丝杠支撑部位等受力较大的区域，通过增加壁厚、设置加强筋等方式，提高该部位的承载能力，减少应力集中。同时，优化床身的整体结构布局，使床身各部位受力均匀，降低循环应力对床身的影响。此外，还能够使用模块化设计理念，将床身分为多个模块进行制造和组装，便于后期的维护和修复，同时也能减少整体制作的完整过程中产生的残余应力。
床身的制作的完整过程是控制应力产生的关键环节。在原材料采购环节，应选择质量稳定、性能优良的材料，并对原材料进行严格的检验，确保材料的化学成分、力学性能等指标契合设计要求。在铸造过程中，使用先进的铸造工艺，如消失模铸造、负压铸造等，提高铸件的致密度和均匀性，减少铸造缺陷带来的应力集中。同时，严控铸造过程中的冷却速度，采用阶梯式冷却等方式，避免因冷却不均产生过大的残余应力。对于焊接结构的床身，选择正真适合的焊接材料和焊接工艺，采用自动化焊接设备做焊接，确保焊接质量。焊接完成后，及时进行去应力退火处理，消除焊接残余应力。在机械工艺流程中，采用高精度的加工设施和合理的加工工艺，控制加工余量和切削参数，避免因加工工艺不当产生附加应力。
在陶瓷雕铣机的使用的过程中，加强对床身应力的监测和维护，能够及时有效地发现应力变动情况，采取比较有效的措施做处理，延长设备常规使用的寿命。可以在床身关键部位安装应力传感器，实时监测床身的应力变动情况，并将监测数据传输到控制管理系统中。当监测到应力超过设定阈值时，系统会发出报警信号，提醒操作人员及时停机检查。同时，定期对设备做维护保养，包括清洁床身、检查导轨和丝杠的润滑情况、调整部件配合间隙等。在设备长期停机后重新再启动前，应对床身进行预热处理，避免因温度骤变产生过大的热应力。此外，根据设备的使用情况和应力监测数据，制定合理的设备检修计划，定期对床身做全面检测和维护，及时有效地发现并修复潜在的故障隐患。
在高精密复杂陶瓷零件加工行业，陶瓷雕铣机的常规使用的寿命直接影响企业的生产效益和市场竞争力。床身应力作为影响设备常规使用的寿命的重要的条件，一定要引起企业的格外的重视。通过使用先进的床身设计理念、严格把控制造质量以及加强使用的过程中的应力监测与维护，能够有效控制床身应力，延长陶瓷雕铣机的常规使用的寿命，降低公司制作成本，提高生产效率，为企业在激烈的市场之间的竞争中赢得优势。
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