車床導(dǎo)軌修磨技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)★

高 沛， 吳維梁

（山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 山西 太原 030006）

1 車床導(dǎo)軌磨損分析

車床導(dǎo)軌是車床在工作過(guò)程中的一個(gè)重要組件，在車床運(yùn)行時(shí)刀架在導(dǎo)軌上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，磨損在所難免。隨著機(jī)床使用次數(shù)的增加，在橫切面上的磨損程度會(huì)很嚴(yán)重，導(dǎo)致車床刀架發(fā)生偏移。使車床精度下降，大大降低了車床的工作效率與穩(wěn)定性。

磨損情況不同對(duì)于加工過(guò)程中發(fā)生的精度變化各有不同，主要影響的方面有導(dǎo)軌材料、加工條件和加工負(fù)荷。在車床加工過(guò)程中磨損較為嚴(yán)重的就是車床的前導(dǎo)軌，尤其是在加工鑄鐵件等負(fù)荷較大的機(jī)械產(chǎn)品時(shí)[1-2]。

由于機(jī)床導(dǎo)軌磨損在加工過(guò)程中產(chǎn)生的影響，機(jī)床的重要技術(shù)指標(biāo)都在發(fā)生著變化，主要是機(jī)床的精度、剛度和機(jī)床的穩(wěn)定性。具有導(dǎo)向和承受載荷作用的機(jī)床導(dǎo)軌可以有效地校準(zhǔn)刀架等機(jī)床部件，提高機(jī)床部件的位置準(zhǔn)確性、精度與剛度等技術(shù)指標(biāo)。

工作久的機(jī)床導(dǎo)軌磨損是正常情況，在機(jī)床的使用過(guò)程中出現(xiàn)這種情況要及時(shí)修正，減少因機(jī)床導(dǎo)軌磨損出現(xiàn)的精度下降等問(wèn)題，這是大部分制造型企業(yè)需要解決的一項(xiàng)重要問(wèn)題。

2 傳統(tǒng)修磨導(dǎo)軌方法分析

目前導(dǎo)軌的傳統(tǒng)修磨方法主要采用導(dǎo)軌磨床法和人工刮研法、精刨代法三種方法，通過(guò)近期對(duì)企業(yè)的走訪調(diào)研，以上方法在應(yīng)用中存在各種弊端。

導(dǎo)軌磨損以后，如果采用導(dǎo)軌磨床進(jìn)行修磨，需要將車床導(dǎo)軌拆卸，使用導(dǎo)軌磨床進(jìn)行磨削修正，導(dǎo)軌修磨完成以后，再次將導(dǎo)軌安裝完成，安裝以后需要對(duì)車床進(jìn)行整體的調(diào)試，拆裝過(guò)程工作量大，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，周期長(zhǎng)的缺點(diǎn)比較明顯，通常情況下，如果完成一次修磨需要的時(shí)間在5～7 d，甚至更長(zhǎng)的時(shí)間，嚴(yán)重影響企業(yè)的正常生產(chǎn)，而且整個(gè)過(guò)程成本比較高，在現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)下不能滿足企業(yè)需求。

人工修磨導(dǎo)軌對(duì)機(jī)床的拆裝比較簡(jiǎn)單，不需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行大的拆解，修磨時(shí)將車床托板拆下，技術(shù)工人通過(guò)純手工的工藝對(duì)導(dǎo)軌進(jìn)行刮研。由于人工作業(yè)，刀架的位置可以劃走進(jìn)行導(dǎo)軌的處理，省去了拆裝機(jī)床的步驟，在刮研的過(guò)程中產(chǎn)生摩擦熱量也比導(dǎo)軌磨床產(chǎn)生的熱量少。

但是導(dǎo)軌的平整度取決于工作人員的技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)，遇到硬度比較大的導(dǎo)軌刮研法的效率就不是很高了[3-4]。

目前，大型制造企業(yè)使用精刨代替刮研來(lái)修復(fù)磨損的機(jī)床導(dǎo)軌，這是一種采用硬質(zhì)合金的窄刃精刨刀修磨機(jī)床導(dǎo)軌的新工藝方法。要修復(fù)導(dǎo)軌面必須進(jìn)行車床部件的拆裝，然后用大型的磨床設(shè)備進(jìn)行精刨加工，對(duì)中小型企業(yè)來(lái)說(shuō)可謂是費(fèi)工費(fèi)力。尤其是在精刨過(guò)程中很容易對(duì)車床導(dǎo)軌造成不可修復(fù)的破壞，或者大型設(shè)備的重量造成車床導(dǎo)軌的變形等。

3 導(dǎo)軌修磨機(jī)構(gòu)

本導(dǎo)軌修磨機(jī)構(gòu)基于臥式車床導(dǎo)軌（見(jiàn)圖1）進(jìn)行修磨技術(shù)的研究。普通臥式車床導(dǎo)軌有兩組，分別是刀架導(dǎo)軌和尾座導(dǎo)軌。一般情況下尾座導(dǎo)軌磨損情況較輕，刀架導(dǎo)軌磨損比較嚴(yán)重。刀架在工作過(guò)程中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，與刀架導(dǎo)軌摩擦而產(chǎn)生磨損，尤其是在工作環(huán)境較差的情況下，機(jī)床產(chǎn)生的切削屑附著在導(dǎo)軌上，不及時(shí)清理會(huì)加速導(dǎo)軌的磨損程度。此導(dǎo)軌修磨機(jī)構(gòu)是采用車床尾座導(dǎo)軌作為基座，因尾座導(dǎo)軌平時(shí)使用頻率比較低，維護(hù)正常的情況下，尾座導(dǎo)軌通常是不易磨損的，所以選擇尾座導(dǎo)軌作為基座，在尾座導(dǎo)軌上安裝托板（見(jiàn)圖2），托板由伺服電機(jī)（見(jiàn)圖3）進(jìn)行，托板上安裝由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的變角度自動(dòng)磨頭對(duì)機(jī)床的梯形導(dǎo)軌和平導(dǎo)軌進(jìn)行修磨（見(jiàn)圖4）。

圖1 臥式車床導(dǎo)軌

圖2 尾座導(dǎo)軌托板

圖3 伺服電機(jī)位置

圖4 導(dǎo)軌修磨機(jī)構(gòu)

合理利用車床機(jī)構(gòu)就地取材，以尾座導(dǎo)軌作為基座，可以體顯穩(wěn)定性好、便于安裝的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)機(jī)構(gòu)整體在車床上安裝拆卸方便，適用于同一型號(hào)的不同車床的使用，提高了重復(fù)利用度。導(dǎo)軌修磨機(jī)構(gòu)的使用不需要對(duì)車床本身的任何主題部件進(jìn)行拆裝，省去了機(jī)床拆卸、安裝、調(diào)試的環(huán)節(jié)，沒(méi)有對(duì)工人勞動(dòng)強(qiáng)度和手工技術(shù)的要求。

在具體的導(dǎo)軌修復(fù)過(guò)程中（見(jiàn)圖5），要將車床的尾座拆除，使用電動(dòng)磨頭，以托板為依托，以尾座導(dǎo)軌承座為基準(zhǔn)，然后自動(dòng)磨頭固定在托板上，對(duì)導(dǎo)軌面進(jìn)行磨削，直至達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，繼而停止對(duì)車床導(dǎo)軌的修復(fù)。磨頭可根據(jù)需要調(diào)整角度，根據(jù)調(diào)整角度的需要，在托板上安裝刻度盤。

修復(fù)臥式車床導(dǎo)軌時(shí)，由于磨頭打磨導(dǎo)軌會(huì)發(fā)生震動(dòng)，所以磨頭的固定顯得極其重要，防止在打磨時(shí)磨頭出現(xiàn)松動(dòng)，導(dǎo)致導(dǎo)軌的受損。需要強(qiáng)調(diào)的是磨頭所處的位置一定要易于調(diào)節(jié)，保證修復(fù)過(guò)程有效。

圖5 導(dǎo)軌修復(fù)過(guò)程

臥式車床修復(fù)導(dǎo)軌的工作過(guò)程可以分為粗修復(fù)和精修復(fù)，也就是說(shuō)對(duì)車床導(dǎo)軌進(jìn)行粗加工和精加工。粗加工時(shí)加工導(dǎo)軌磨損的凸起高處進(jìn)行加工，對(duì)導(dǎo)軌磨損的凹回地處進(jìn)行精加工。修復(fù)粗加工時(shí)要給導(dǎo)軌精加工留有一定的加工余量，使加工過(guò)程更加的精確[5-7]。

4 車床導(dǎo)軌修復(fù)后期處理措施

修復(fù)完成后的臥式車床導(dǎo)軌要通過(guò)具體的工作狀態(tài)進(jìn)行后期的處理，對(duì)修復(fù)完成的車床導(dǎo)軌還要進(jìn)行淬火處理，淬火處理重點(diǎn)在新加工修復(fù)的導(dǎo)軌面上。經(jīng)過(guò)淬火處理的導(dǎo)軌硬度得到增強(qiáng)。車床導(dǎo)軌的淬火工藝使用電接觸的方法，使導(dǎo)軌加熱達(dá)到淬火增加硬度的目的。這種淬火工藝較為簡(jiǎn)單，在中小型企業(yè)中應(yīng)用廣泛。