床身導(dǎo)軌面磨削波紋產(chǎn)生的原因及解決措施

天水星火機床有限責(zé)任公司 劉亞洲

一、引言

我公司在加工床身導(dǎo)軌中，導(dǎo)軌面產(chǎn)生的磨削條紋狀暗波紋一直以來是影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素，裝配現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)，機床裝配過程中床鞍在導(dǎo)軌上經(jīng)過試車運動表面滑動摩擦多次后，床身上波紋特別明顯，如圖1所示：床身上出現(xiàn)黑白相間的條紋狀暗波紋，直接影響整臺機床的外觀質(zhì)量，解決磨削波紋問題迫在眉睫，因此，我從磨削加工中整個工藝系統(tǒng)上進(jìn)行分析，把導(dǎo)軌磨削波紋作為問題進(jìn)行研究。

二、分析波紋特點

首先對公司7臺導(dǎo)軌磨床加工的12臺床身磨削波紋進(jìn)行放大觀察和分析，發(fā)現(xiàn)波紋類型全部為黑白相間的暗紋，逆著光線用肉眼直接可以看出明顯的波紋，為了更加清楚的分析，對不明顯的暗波紋用油石研磨，并進(jìn)行對照，發(fā)現(xiàn)波紋的明顯程度每臺機床各不相同，波紋的間距大小也不一致，但此類波紋有如下特點：

1.波紋形狀都橫向豎向條紋狀和工作始運動方向垂直。

2.波紋的間距在5～6mm之間。

3.磨削區(qū)接觸面積越大，則波紋越明顯。

4.條紋狀波紋在導(dǎo)軌全長上兩端部600mm長處較明顯。為了找出問題和方便研究，我選公司磨削波紋最為嚴(yán)重6m龍門式導(dǎo)軌磨床進(jìn)行研究。

圖1 CW61200系列床身導(dǎo)軌磨削波紋

圖2 滑動軸承瓦塊

圖3 磨削導(dǎo)軌

三、分析波紋產(chǎn)生的原因

1.磨削加工中波紋產(chǎn)生的機理

機械加工是機床、刀具和工件在加工時相互作用、相對運動和相互影響的復(fù)雜過程，磨削過程也一樣，在加工過程中如果砂輪與工件之間存在著振動，致使砂輪與工件之間產(chǎn)生相對位移，改變了它們之間的正確關(guān)系，就會在加工表面留下波紋。

2.機床在磨削加工中產(chǎn)生振動的主要因素

分析龍門軌磨床加工工藝系統(tǒng)，在磨削加工過程中使砂輪與工件之間產(chǎn)生振動的主要因素為：a：磨頭主軸的徑向跳動。b：工件運動過程中的振動。c：工作臺運動過程中的振動。d：砂輪修整時金鋼筆的顫動。

理論結(jié)合實踐，工藝系統(tǒng)中不同的部位的振動將會產(chǎn)生不同的波紋類型，針對橫向條紋狀波紋的產(chǎn)生主要是由磨頭主軸的徑向跳動和工作臺運動時的振動原因所引起。并且分析得出磨削后的導(dǎo)軌表面全部長度上條紋狀波紋，其問題出現(xiàn)在磨頭部分，磨削加工導(dǎo)軌面兩端波紋嚴(yán)重的問題是工作臺換向所引起。

四、對分析結(jié)論驗證

1.針對磨頭主軸的徑向跳動問題，在公司機修工的配合下對公司進(jìn)口瓦德里西6m磨床磨頭部分進(jìn)行拆卸并分別對磨頭供油系統(tǒng)，磨頭主軸精度及表面光潔度，滑動軸承瓦塊三項主要因素進(jìn)行檢查，其結(jié)論為：供油系統(tǒng)正常，磨頭主軸精度達(dá)到技術(shù)要求，滑動軸承（瓦塊如圖2所示）。

瓦塊兩端磨損嚴(yán)重，發(fā)現(xiàn)問題就在瓦塊上，通過分析瓦塊磨損的原因，對瓦塊尺寸及精度進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)磨頭瓦塊圓孤所在的直徑為117.92mm，小于磨頭主軸軸徑118.00mm，這是問題的根源，并且造成該問題的主要原因為在磨削加工中操作者上刀量大，磨削徑向力超過機床磨頭所在設(shè)計壓力，破壞了軸承契形油膜，使軸瓦直接和軸承接觸磨損造成。

2.針對工作臺換向所引起導(dǎo)軌面兩端波紋嚴(yán)重的問題，因公司龍門式導(dǎo)軌磨床工作臺的拖動方式2種，對于液壓缸傳動方式的磨床，工作臺在換向過程中由于貫性的作用，油缸壓力突然增大并受到?jīng)_擊力，引起工作臺瞬時振動，從而產(chǎn)生波紋，參考液壓傳動原理，要使換向過程平穩(wěn)，首先要液壓系統(tǒng)供到油缸的流量保持穩(wěn)定，其次要液壓缸兩端綬沖裝置設(shè)計合理。對于蝸條和蝸桿傳動的磨床，只要蝸條精度能夠保證，工作臺運行中沖擊振動可以削除，對磨削不會產(chǎn)生大的影響。

五、解決措施

1.以磨頭滑動軸承軸徑為工藝基準(zhǔn)，對新?lián)Q的瓦塊進(jìn)行配刮研磨，使瓦塊圓孤直徑和主軸軸徑相同，接觸面達(dá)到80%重新裝配磨頭，并進(jìn)行主軸的精度檢驗，其徑向跳動為0.002mm，軸向竄動為0.005mm，之后進(jìn)行砂論靜平衡試驗，前期工作完成后，試車運轉(zhuǎn)20H，經(jīng)檢查磨頭不發(fā)熱，并對公司CK61160LS/15m床身磨削試驗，其磨削后床身導(dǎo)軌表面質(zhì)量如圖3所示。

床身上條紋狀波紋消除了，導(dǎo)軌表面質(zhì)量提高了，磨削波紋問題得到了解決。

2.經(jīng)機修人員對6m龍門式導(dǎo)軌磨床油缸供油系統(tǒng)檢查，油缸端部緩沖裝置完好，設(shè)計合理，液壓供油油泵在工作臺換向時壓力波動較大，拆卸油泵后發(fā)現(xiàn)柱塞已磨損，問題在于柱塞泵上，更換柱塞泵后重新試磨削，床身兩端部波紋得到削除。

六、結(jié)論

通過以上問題的解決，可以得出導(dǎo)軌磨床磨削缺陷主要是機床工藝系統(tǒng)引起，對于龍門式導(dǎo)軌磨床精度主要集中在：磨頭部分，工作臺傳動部分，修整器部分等三部分，在生產(chǎn)中只要針對出現(xiàn)的問題認(rèn)真分析，抓住關(guān)健點，問題不難解決。

[1]郭隱彪著.磨削加工工藝及應(yīng)用[M].國防工業(yè)出版社,2010(11).

[2]機床設(shè)計手冊(下冊)[M].機械工業(yè)出版社.