导轨磨削的特点及优化方法

2023-06-28 理论教育版权反馈

【摘要】：表17-3 万能外圆磨床的床身加工工艺(续)在导轨面经过粗刨、人工时效热处理和精刨后，进行导轨磨削，以达到导轨的精度要求。2)导轨磨削是复杂零件的平面磨削，平面的精度要求高。导轨周边磨削法属于成形磨削法，导轨的形面精度由砂轮修整器保证，故精确修整成形砂轮即可满足导轨的加工精度要求。表17-4 常用国产导轨磨床的参数导轨磨削时的受热变形也会影响到导轨的精度。

导轨磨削具有以下特点:

1)机床床身是机床的基础部件，又是大型零件，其机体的导轨面上装有运动部件，如工作台、溜板箱滑板等。机床床身的结构特点是轮廓尺寸较大，质量较重，结构形状复杂，其主要加工表面为导轨面等。通常，将导轨面的工艺流程划分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。图17-7a所示的万能外圆磨床的床身，其加工工艺见表17-3。

表17-3 万能外圆磨床的床身加工工艺

(续)

在导轨面经过粗刨、人工时效热处理和精刨后，进行导轨磨削，以达到导轨的精度要求。我国在导轨生产早期，传统精加工导轨的方法是刮削或用宽刃精刨刀精刨导轨面。随着导轨加工工艺的发展，机体的加工工艺逐渐发展为以磨代刮，目前在国内已广泛地应用导轨磨削工艺。特别是使用数控导轨磨床磨削高精度导轨工艺的出现，代表了当代先进制造技术的发展方向。导轨磨削的表面粗糙度值为Ra0.4～0.1μm，直线度为0.007mm/1000mm，且可磨削淬硬导轨。导轨磨床分落地式导轨磨床、悬臂式导轨磨床、龙门式导轨磨床、定梁龙门式导轨磨床四种。

2)导轨磨削是复杂零件的平面磨削，平面的精度要求高。导轨面是机体上运动部件的导向表面。为了保证机床运动部件的直线运动精度，导轨面需规定一定的形状精度和位置精度。导轨的表面粗糙度值也很低，高精度导轨需作低表面粗糙度值磨削加工。导轨周边磨削法属于成形磨削法，导轨的形面精度由砂轮修整器保证，故精确修整成形砂轮即可满足导轨的加工精度要求。

图17-19 床身和工作台支承点的布置方式

a)床身的支承点 b)工作台的支承点

导轨端面磨削法属于找正磨削法，导轨的形面精度需经过多次测量和找正磨头主轴位置，才能达到导轨的加工精度要求。其测量技术复杂，加工的难度较高。

3)导轨磨削变形大。由于工件刚度较低，磨削时，若工件装夹不当，导轨会产生较大的受力变形，使导轨弯曲或扭曲，同时因床身自重也会引起变形。

图17-19所示为床身和工作台支承点的布置方式。床身的垫铁2、4、5决定一平面，垫铁1、3、6为辅助支承，以避免工件因自重而产生变形。工作台在装夹时，因自重引起的变形较大，其垫铁1、2、3、4为支承面，垫铁5、6、7为辅助支承。为克服工作台自重变形的影响，可将辅助支承6顶起些，使工件预变形，将工作台导轨磨成中凹约0.03～0.04 mm，加工后导轨便能达到较高的直线度。

常用国产导轨磨床的参数见表17-4。

表17-4 常用国产导轨磨床的参数

导轨磨削时的受热变形也会影响到导轨的精度。用砂轮端面磨削机床导轨时，若不用切削液冷却，导轨会被磨成中凹。机床导轨磨削的热变形分析较复杂，因其是单面受热体，工件上、下面之间形成温差而导致不均匀变形，使导轨面全长成中凸弧状，从而造成磨削后的导轨呈中凹形，影响了导轨的直线度精度。

磨削导轨时注意粗、精磨间的等温冷却，精密导轨磨削则应恒温，并注意充分冷却，以消除磨削热所引起的变形。

4)导轨副是组合件。导轨副的配磨要保证相配导轨在任一横截面内的形状准确吻合，即导轨副的接触精度。通常以床身导轨为基准，配磨工作台的导轨面。

导轨磨削的特点及优化方法

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