大型床身导轨加工工艺分析.pdf

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1、精密制造与自动化2015年第3期大型床身导轨加工工艺分析蔡宇嵩(上海机床厂有限公司上海200093)摘要阐述了影响床身加工精度的几个因素以及床身导轨加工工艺的优化过程。由于床身时效乃至加工过程中存在各种误差，通过反变形加工等工艺手段和措施、合理选用切削参数来减少误差，实现以铣削的方式达到导轨的最终精度。得出在大型床身导轨上精铣代磨加工方式的可行性，可供机床设计与制造人员参考。关键词以铣代磨导轨精度加工工艺1影响床身jjn-r精度的几点因素及措施采用相应的工艺措施，如：轧辊磨床床身采用的材零件的加工精度主要包括尺寸精度，形状精度料是HT300铸铁，成形后需安排两道时效处理以

2、消和位置精度三个方面。在机械加工中，由于零件生除内应力，从而提高床身的刚度，减少受力变形和产类型和企业的生产条件不同，获得零件加工精度切削力所引起的几何误差。同时通过合理地装夹，的方法也不同。获得尺寸精度的方法有试切法、调减小夹紧变形。整法、定尺寸刀具法和自动控制法等；获得形状精1．3工艺系统热变形所引起的误差(环境因素对度的方法有成形运动法和非成形运动法。其中成形加工精度的影响)运动法又分为机床运动轨迹法、仿形法、成形法和引起工件热变形的热源大致分为两类：(1)内展成法。获得位置精度的方法有一起装夹法、找正部热源。机床受热源的影响，各部分温度将发生变装夹法和夹具装夹法。

3、化。由于热源分布的不均匀和机床结构的复杂性，无论采用何种方法进行加工，由机床、夹具、机床各部件将发生不同程度的热变形，破坏了机床刀具和工件组成的工艺系统在完成任何一个加工过原有的几何精度，从而产生了加工误差。(2)外部程中，都会有许多原始误差影响零件加工精度。查热源。环境温度的变化和室内各部分的温差将使工找误差的来源，一部分与工艺系统本身的结构和状艺系统产生热变形，因此精密机床一般在恒温车间态有关，一部分与切削过程有关。中进行安装，安装时要保证环境温度的恒定。温度1．1工艺系统的集合误差(操作对加工精度的变化一般控制在±1℃、精密级为±0．5℃、超精密影响)级为±O．01

4、℃。采用机床预热也是一种控制温度变工艺系统的几何误差包括加工方法的原理误差、化的方法。由热变形规律可知，热变形影响较大的机床的几何误差、调整误差、刀具和夹具的制造误是在工艺系统升温阶段。当达到热平衡后，热变形差、工件的安装误差以及系统磨损所引起的误差。趋于稳定，加工精度就容易控制，因此对大型精密这些误差都是在工件的安装定位、工序的编排以及机床应采取在加工前预先开动、高速空转，直至达刀具的选用及参数的调整中产生的，是需要在加工到热平衡后再进行加工。操作过程中加以调整和改进。磨削和铣削的加工环境各有不同，磨削通常会1．2工件受力变形及内应力所引起的误差(工件在加工面上添加冷却

5、液辅助控制温度，而在铣削过刚性对加工精度的影响)程中，保证加工环境的恒温也是一种把热变形引起工件的受力变形主要体现在装夹夹具工件造成的误差降到最低的有效措施。的变形。在以往的加工中，还经常会遇到由于铸件毛坯厚度的不均匀，造成了冷却速度不相同，加上2床身导轨的加工方式材质硬度的不均和加工中产生的共振，也会产生磨床精度的可靠性很大一部分与床身导轨有关，1-2nltll的变形量(不同规格造成的变形量有差异)，而对于大型磨床床身来说更需要确保导轨的精度。影响了床身中导轨的直线度和表面粗糙度。为此需床身导轨加工精度的好坏将直接影响整台磨床精度55精密制造与自动化2015年第3期的好

6、坏。于切削层的法向力为F3，摩擦力F4，合力为F5。2．1研究对象在F5的作用下，在第1变形区外前方的金属发生以数控轧辊磨床床身为例，床身承重12000Kg、弹性变形，当切削层的部分金属进入第1II变形区后长度11．5m、宽度1．35m，高度0．495m，属于平便开始发生塑性变形，随着进入第1II变形区深度的一V导轨形超长箱体类零件。工件通过工作台在其上增大，塑性变形也逐渐增大。发生纤维化的金属，进行低速往复运动，所以承受较大压力负荷，要求有很小一部分要进入第1II变形区。在进入第1II变形床身受力后不变形，还要有一定韧性。区后仍将进一步纤维化。在第1II变形区以外的金属

7、床身导轨的水平面内直线度允差为1000ⅡⅡn测发生弹性变形，这些金属在离开这个弹性变形区后，量长度上允差O．Ol，全长为O．03rflrfl；导轨在垂直平对大型床身来说，由于各个部位的组织、密度不同，面内的直线度允差10001／IlTI测量长度上允差0．0l，因此在切削过程中产生的塑性变形及弹性变形量都全长为0．03rllnq；V形导轨与平导轨的平行度允差为不相同，尤其在粗加工时，各种变形量差值更大，1000113133测量长度上允差0．0l，全长为0．05mm。而弹性变形将直接影响零件表面的平面度。2．2加工难点1)加工参数