高精度多面弧形導軌加工方法研究

曹陽 王輝 包洪臣

摘要：多主軸數(shù)控機床中的導軌體部件是采用整體六等分弧形導軌結構屬國際先進技術。制造精度直接反映出機床的等級，其關鍵問題在于分度精度、導軌的接觸剛度、直線度。目前世界上只有瑞士等少數(shù)國家能夠完成加工。因此，針對就我廠類似產(chǎn)品，我們對這種整體六等分弧形導軌結構的加工進行了深入的研究，以此來提升國內(nèi)制造技術。

關鍵詞：六等分弧形導軌;導軌的接觸剛度;直線度;機床等級;制造技術

HTC32/6型六主軸數(shù)控車床系我公司設計的一種集高精度、高效率、高柔性為一體的數(shù)控化多主軸自動車床，該機床在汽車、軸承、醫(yī)療器械、家電、軍工等行業(yè)的大、中、小批量生產(chǎn)中有廣泛的應用，與傳統(tǒng)的凸輪控制式機械多軸自動車床相比較，在加工精度、柔性、調(diào)整方便性等方面均有重大的突破。不僅節(jié)省了生產(chǎn)成本，數(shù)控化機床所特有的柔性使換產(chǎn)更容易、快捷。

HTC32/6型六主軸數(shù)控車床生產(chǎn)的產(chǎn)品主要以圓棒料為主，但也可以加工四方料和六角料。它的工作原理是夾在各主軸中的坯料隨著主軸鼓間歇轉位，與導軌體配合依次經(jīng)過各個工位，安裝在縱刀架、橫刀架和獨立刀架上的各種刀具同時進行切削，直到最后一個工位將工件加工完成。我公司開發(fā)的多軸數(shù)控車床的主要特點就是高精度、高效率和高柔性。

該產(chǎn)品導軌體50018是該產(chǎn)品的核心關鍵零件就是整體六等分弧形導軌結構。該零件整體屬于圓柱形零件，全長420mm，圓柱中心為Φ100K6通孔，圓柱外形加工成正六邊形，六邊上均布六個Φ130圓弧型導軌面。該圓弧面在實際工作中可以起到自動定心作用;弧面增大了與滑板的接觸面積，在運行過程中更加穩(wěn)定;該零件在實際應用中，需經(jīng)過氮化處理，這樣可以保證使用的壽命延長，能夠保持良好的精度。零件最終形狀位置精度要求高，加工難度大，并達到了國際同類產(chǎn)品的先進水平。

此零件加工技術雖然國內(nèi)軍工企業(yè)依靠設備可以保障，但成本過高，無法在產(chǎn)品上形成競爭力。數(shù)控機床制造的核心技術是綜合于設計工藝和機電一體化的體現(xiàn)，機械加工制造技術是其中的重要一環(huán)，也是都以為最薄弱的一環(huán)，隨著高尖端、大型產(chǎn)品的不斷涌現(xiàn)，越來越多的復雜制造技術需要解決。關鍵技術的掌握決定我們沈陽機床制造尖端數(shù)控機床能力。解決此關鍵件加工核心技術，對導軌體的技術研究，就是提升制造技術、完善我們的產(chǎn)品。

隨著，數(shù)控機床向智能、高效、高速、高精、復合方面發(fā)展，制造技術將顯示出其重要性。沈陽機床成為世界級機床制造基地不僅僅是經(jīng)濟指標，更重要的是技術的保障。國內(nèi)外各企業(yè)都在這方面投入大量的技術資源，不斷的創(chuàng)新、不斷提升，新技術不斷涌現(xiàn)，其內(nèi)涵是用技術武裝產(chǎn)品，靠技術占領市場，誰掌握了制造技術制高點，誰就有話語權。技術上領先是發(fā)展的趨勢，關鍵技術、核心技術是我們的行動指南，本攻關項目，而且對提高我國制造業(yè)，特別是裝備制造業(yè)總體制造能力和技術水平，增強國家綜合實力和競爭力具有極為重要的戰(zhàn)略意義。

應用新的技術理念，利用有限的資源與設備，根據(jù)零件的結構特點，在工藝方案策劃過程中，重點研究了工裝的應用、工藝流程、檢驗測量、熱處理方法等相關重要工序。首件試驗成功，為我們今后加工同類產(chǎn)品打下堅實的技術基礎，填寫我們國家加工復雜高精導軌體的歷史空白，結束這種工件必須進口的歷史。

1.主要技術難點

它的主要技術難點在于，第一：如何保證導軌體分度精度，六等分弧形導軌的位置度徑向φ0.006、周向φ0.006。其二：如何保證內(nèi)孔的各項精度同軸φ0.003。

2.采取的主要技術措施

2.1工藝裝備的應用

自行設計的高精度分度卡具，由于導軌體孔與平面之間的相互位置精度要求相當高，尤其是外形6-Φ130±0.01六邊圓弧導軌面加工，導軌長度為420mm。在沒有可靠設備的條件下，應用夾具、刀具等工藝裝備來保證工件的高精度是機械制造業(yè)的有效的技術手段。

2.2深入研究熱處理工序與各機械加工工序的相對關系

由于此件各孔及平面之間的相互位置精度要求相當高，因此，必須在各工序之間安排各種熱處理工序，而且外形6-Φ130±0.01六邊圓弧導軌面和中心孔Φ100K6需氮化處理。熱處理工序給工件帶來的變形將直接影響工藝工序間的安排和各工序間的留量問題，這對工藝方案的制定起著至關重要的作用，最終氮化變形量小于0.005。

3.主要技術指標評價

技術指標：

通過對高精度導軌體加工的研究，使我們工藝水平和技術創(chuàng)新能力有一個突破性的提高，各項技術指標達到國內(nèi)同行業(yè)最高水平，并與與世界先進加工在一個層面上。

此項攻關，所涉及的領域較多、難點多、技術性復雜，但是，根據(jù)公司的發(fā)展戰(zhàn)略，我們必須努力提高自主創(chuàng)新能力，必須堅持自主研發(fā)，完全擁有自己的知識產(chǎn)權。該項目的成功，不僅僅為完成導軌體部件的加工積累寶貴經(jīng)驗，也將為機床集團提出的技術創(chuàng)新能力建設鍛煉出一批較高水平的技術人才隊伍。

4.結束語

該項目攻關的成功，不僅僅是對一種產(chǎn)品的完成，它標志著我們工廠制造水平的提升，同時也告訴世人中國制造業(yè)已經(jīng)達到世界先進水平。