減少機(jī)床導(dǎo)軌淬火變形的措施

趙慧麗 來彥玲 朱彥軍

（1.安陽工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，河南 安陽 455000；2.安陽鑫盛機(jī)床有限公司制造部，河南 安陽 455000）

減少機(jī)床導(dǎo)軌淬火變形的措施

趙慧麗1來彥玲1朱彥軍2

（1.安陽工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，河南 安陽 455000；2.安陽鑫盛機(jī)床有限公司制造部，河南 安陽 455000）

現(xiàn)場跟蹤檢測了導(dǎo)軌淬火前后的導(dǎo)軌變形情況，較全面地分析了影響機(jī)床導(dǎo)軌淬火變形的因素，指出材質(zhì)不均勻、加工工藝不合理、淬火方法不當(dāng)為影響導(dǎo)軌淬火變形的主要因素；制定了加強(qiáng)毛坯檢查、加高刨削時的墊片厚度、使用正反雙向淬火方法的對策來減少淬火變形。通過跟蹤檢測對策實(shí)施后的淬火變形情況，證明這些對策對減少淬火變形有效。

機(jī)床導(dǎo)軌；淬火；變形

機(jī)床導(dǎo)軌是機(jī)床得以運(yùn)動自如的重要組成部分，機(jī)床的不斷運(yùn)動決定了機(jī)床導(dǎo)軌要有足夠的硬度才不會輕易損壞，機(jī)床導(dǎo)軌淬火，可以提高導(dǎo)軌的硬度，大大提高了機(jī)床導(dǎo)軌的使用壽命，也在一定程度上提高了機(jī)床的生產(chǎn)效率。但在對導(dǎo)軌淬火時，由于熱應(yīng)力和組織應(yīng)力的綜合影響，導(dǎo)軌面不可避免的產(chǎn)生一定的卷曲變形量，這種變形量直接影響了下道工序—磨序的加工。導(dǎo)軌淬火的質(zhì)量直接影響了床身的質(zhì)量，制約了生產(chǎn)，機(jī)床導(dǎo)軌淬火已經(jīng)成為不少機(jī)床企業(yè)床身加工中的瓶頸問題。

1 分析問題

要想解決導(dǎo)軌變形的問題，必須找出導(dǎo)致變形的原因才能加以解決。為了找到導(dǎo)軌淬火變形的原因，從人員、設(shè)備、材料、方法四個方面展開了討論和分析，并找到了7條末端因素，如圖1所示。根據(jù)引起導(dǎo)軌變形的因素，進(jìn)行排查。

圖 1 影響淬火變形的因素圖

根據(jù)多年的淬火經(jīng)驗(yàn)得知，刨床的加工質(zhì)量直接影響了床身的淬火變形，因此查看了龍門刨床和淬火機(jī)的設(shè)備日常保養(yǎng)記錄、設(shè)備的一級保養(yǎng)計(jì)劃和床身的精度檢查記錄。經(jīng)檢查刨床精度符合設(shè)備技術(shù)要求、設(shè)備保養(yǎng)好，不會影響床身的加工。查看了床身的加工方法及淬火加工方法，發(fā)現(xiàn)床身加工有完整的加工指導(dǎo)文件；淬火加工有詳細(xì)的操作規(guī)程。調(diào)查了刨床操作工和淬火機(jī)操作工的培訓(xùn)情況，發(fā)現(xiàn)操作人員都進(jìn)行過機(jī)加工技術(shù)培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容廣泛，理論考試合格率為100%并且都接受過崗位培訓(xùn)。因此，設(shè)備無定期保養(yǎng)、無操作的規(guī)定細(xì)則、未進(jìn)行崗位培訓(xùn)判定為非主要因素。

材質(zhì)不均勻就容易形成床身組織的疏松和有硬點(diǎn)的出現(xiàn)。如果床身材質(zhì)疏松，說明床身的硬度低，淬火時，需要的加熱電流就大，而加熱電流大，淬火溫度就要求高，這樣引起的淬火變行就大[2]。如果床身出現(xiàn)硬點(diǎn)，淬火時，容易把淬火面淬裂，引起床身廢品。現(xiàn)場測定床身硬度，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)軌面上有的地方硬度低，說明有組織疏松現(xiàn)象。因此，材質(zhì)不均勻判定為主要影響導(dǎo)軌淬火變形的主要因素。

按加工工藝要求，半精刨床身時，床身中間應(yīng)該鼓0.6-0.8 mm以上，而實(shí)際測量的數(shù)據(jù)平均值僅為0.5mm左右（圖1）。現(xiàn)場檢查床身的加工情況，操作工按工藝要求在床身兩端各墊厚1.5mm墊片，按1.5mm墊片加工床身，床身中間的變形量不能達(dá)到工藝要求，床身淬火時會產(chǎn)生大的變形量。因此，加工工藝不合理判定為主要因素。

現(xiàn)場查看床身的裝夾情況時，發(fā)現(xiàn)床身兩端都墊墊片，操作工在床身中間懸空點(diǎn)用大壓板壓緊工件。加工結(jié)束后，松開大壓板，床身導(dǎo)軌面能出現(xiàn)鼓的趨勢，符合工藝文件要求。因此，工件壓緊位置不對不是主要因素。

導(dǎo)軌淬火采用中頻感應(yīng)淬火，淬火時感應(yīng)器不動，工件隨床身工作臺移動。根據(jù)淬火經(jīng)驗(yàn)得知：在床身尾部由于溫度的瞬間升高，尾部向上發(fā)生卷曲變形，隨著加熱和冷卻的進(jìn)行，床身內(nèi)部組織發(fā)生了變化，同時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和熱應(yīng)力的綜合作用，直接造成床身導(dǎo)軌面的變形。到床身頭部由于溫度的聚集，也同樣造成頭部的卷曲變形。跟蹤檢測了10臺淬火床身，平均變形量在3mm左右，比淬火前增加了3.5mm，這種單方向不間斷淬火，能引起較大的淬火變形量因此，淬火加工方法為主要因素。

經(jīng)過對7條末端因素的分析討論，最終確定了三條影響淬火變形的主要原因，即：床身材質(zhì)不均勻，加工工藝不合理，及淬火方法不當(dāng)。

2 制定對策

2.1 加強(qiáng)毛坯檢查，提高鑄件質(zhì)量。加強(qiáng)床身（毛坯）的入廠檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)床身鑄件問題要做好記錄，及時通知鑄造廠家，讓鑄造廠家及時了解問題和解決問題并及時整改。

2.2 制定合理的加工工藝，提高床身的加工質(zhì)量。刨床加工極為重要，因?yàn)榇慊鹱冃?/3的因素是有刨削加工引起的，在刨削加工中，盡可能讓床身導(dǎo)軌面中間出現(xiàn)鼓的趨勢大點(diǎn)，這樣就可以抵消部分淬火變形量。具體措施是：改進(jìn)加工工藝，在床身的首尾兩端，由原來墊1.5mm墊片改成墊3mm的墊片，床身中間再用壓板將工件壓緊在工作臺上，當(dāng)床身加工完成后，松開壓板，由于作用力和反作用力的關(guān)系，床身中間會形成反彈，形成床身中間向上鼓的趨勢。

圖 2 導(dǎo)軌的大山與小山

2.3 改變淬火方法，減少淬火變形量。制作正反雙向感應(yīng)器，床身淬火時從床身中間向兩端分別淬火，這樣就可以抵消一部分淬火變形量。先淬大山（如圖2所示）和大山平面，再淬小山（如圖2所示）和小山平面，加熱在前，冷卻在后，冷卻水直接由感應(yīng)器噴射。

3 實(shí)施效果

經(jīng)過半年多的對策實(shí)施，對入廠的整體六五長床身的鑄件質(zhì)量跟蹤檢測，共跟蹤檢測了25臺長床身，材質(zhì)疏松的為一臺，硬度不合格的沒有，鑄件質(zhì)量有了明顯的改善。

采用新的加工工藝，床身形狀明顯地發(fā)生了改變，床身導(dǎo)軌中間由原來+0.5mm增加到了+0.99mm。

檢測了多臺床身的淬火變形情況，并和使用對策前進(jìn)行了對比，淬火變形量平均減少了2.0mm，該措施對減小淬火變形有效。

[1]莊愛華，吳鏡.淺析床身導(dǎo)軌加工工藝的改進(jìn)[J].機(jī)電工程技術(shù)，2011（6）：132-133.

[2]朱裕華.細(xì)長鋼導(dǎo)軌的淬硬變形控制[J]，制造技術(shù)與機(jī)床，1998（9）：37-38.

TG156.33

A

1671-0037（2014）04-61-1.5

趙慧麗（1979-），女，碩士研究生，講師，研究方向：機(jī)械制造工藝、材料的制備及性能檢測。