精密機(jī)床靜壓導(dǎo)軌板的加工及工藝改進(jìn)

楊奇波+李曉雯+孫雨翔

摘 要：在精密設(shè)備上靜壓導(dǎo)軌板應(yīng)用廣泛，特別在數(shù)控機(jī)床上它是要求精度較高的部件，配磨靜壓導(dǎo)軌板是關(guān)鍵技術(shù)。在實(shí)際加工生產(chǎn)X軸靜壓導(dǎo)軌板時(shí)因加工難度較大及受其它相關(guān)因素影響，時(shí)常出現(xiàn)某項(xiàng)精度不合，通過(guò)分析造成這種后果的原因，結(jié)合本人多年的加工經(jīng)驗(yàn)和探索，總結(jié)形成一套行之有效的靜壓導(dǎo)軌板的加工工藝方法，通過(guò)工藝改進(jìn)靜壓導(dǎo)軌板加工達(dá)到精度要求。

關(guān)鍵詞：改進(jìn)；銅靜壓導(dǎo)軌板；開(kāi)膠；變形

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.030

在實(shí)際生產(chǎn)中，x軸靜壓導(dǎo)軌板的加工受相關(guān)因素影響，時(shí)常出現(xiàn)形位公差、尺寸公差、工件彎曲變形、開(kāi)膠等精度不合格而出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題甚至報(bào)廢的情況，給產(chǎn)品帶來(lái)諸多不確定因素。因此，根據(jù)本人多年的加工經(jīng)驗(yàn)和探索，就如何提高靜壓導(dǎo)軌板的削磨加工精度及生產(chǎn)效率，降低廢品率等方面，總結(jié)形成一套加工方法，在實(shí)際生產(chǎn)證明行之有效，不但所加工的靜壓導(dǎo)軌板達(dá)到高精度要求，且多快好省。

靜壓導(dǎo)軌板是由鋼板上粘接一層銅合金緊固而成，（如上圖所示）安裝在床身導(dǎo)軌面上，機(jī)器運(yùn)行時(shí)，靜壓導(dǎo)軌板銅加工面與機(jī)床導(dǎo)軌表面之間必須留有0.03毫米的油膜間隙，不斷打入一定負(fù)荷的靜壓油，保持工作面有足夠的油量和浮力，以減少摩擦力，起到潤(rùn)滑和保護(hù)工作臺(tái)面作用，同時(shí)提高運(yùn)行平穩(wěn)性。如果所加工的靜壓導(dǎo)軌板厚度尺寸正向超差，造成靜壓板間隙過(guò)小或無(wú)間隙，導(dǎo)致機(jī)床運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)軌產(chǎn)生摩擦，造成導(dǎo)軌研傷；若厚度尺寸負(fù)向超差，造成靜壓導(dǎo)軌板與床身之間間隙增大，形成不了靜壓油膜或油膜剛性不足，造成機(jī)床在工作臺(tái)負(fù)重變化時(shí)，運(yùn)行精度不穩(wěn)定，所以靜壓板厚度公差必須控制在0.01毫米以內(nèi)，并且加工后精度的穩(wěn)定性要好，因此技術(shù)上要求靜壓導(dǎo)軌板加工后的平面度和平行度公差以及尺寸公差都必須保證在0.01毫米以內(nèi)。在實(shí)際磨削靜壓導(dǎo)軌板的過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)四個(gè)方面的問(wèn)題遭成返修等。工作中針對(duì)其原因，我采取相應(yīng)加工工藝措施，具體如下：

1 平面度和平行度超差

靜壓板若變形：產(chǎn)生平面度和平行度超差，安裝在機(jī)床上以后兩導(dǎo)軌面之間有的地方接觸，有的地方不接觸不接觸，使靜壓板油膜不均勻，將造成運(yùn)行誤差，所以必須避免變形超差，造成誤差的主要原因有以下兩個(gè)因素：

（1）靜壓板一面是厚約28mm的鑄鐵或鋼材料，另一面是厚約5mm的銅合金，兩者粘結(jié)國(guó)定而成，加工厚度約30mm左右，長(zhǎng)度約在1600mm，在磨削加工方面存在加工難度。這是因?yàn)殂~屬于延展性大的材料，硬度低，熱膨脹系數(shù)大，且容易變形，但有較高的塑性，磨削容易堵塞砂輪，使生產(chǎn)效率降低，為此采取下列措施加以解決：

首先，選擇具有傳導(dǎo)好的、脆性大的磨料。

其次，合理選用磨削用量。

（2）在粗磨過(guò)程中，靜壓板經(jīng)上道工序加工或粘接通常會(huì)引起變形，建議粗加工銑削時(shí)，盡量多加工鐵面，留銅面余量，減小生熱變形。

2 尺寸公差超差

誤差產(chǎn)生原因：（1）總裝時(shí)測(cè)量尺寸不準(zhǔn)確。（2）在加工過(guò)程產(chǎn)生的誤差。

對(duì)以上原因采取如下措施：

（1）在總裝預(yù)測(cè)尺寸時(shí)，沒(méi)有把握情況下，在測(cè)出的尺寸基礎(chǔ)上再（O.05-0.10）mm的余量，以防測(cè)量尺寸偏小產(chǎn)生廢品；

（2）在加工時(shí)，注意力要集中，量具要準(zhǔn)確，勤測(cè)尺寸，保證尺寸公差在0.01ram以內(nèi)。

（3）在留余量0.1mm精磨時(shí)，先將工件溫度涼至常溫。然后將工作臺(tái)面用油石修整平整，清潔干凈，從而保證尺寸精度的穩(wěn)定性。

3 加工工藝不合理，重復(fù)返修影響精度

以往靜壓板尺寸磨好，在總裝時(shí)，因?qū)挾炔缓线m裝不進(jìn)去，增加了返修次數(shù)，所以，在加工靜壓板時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按圖紙要求加工，寬度尺寸應(yīng)略窄（1-2）mm為最佳。總裝時(shí)，在粗磨之前，先試裝，當(dāng)寬度不合適就先修磨寬度，然后再磨削高度尺寸，避免靜壓板精磨后，重新修磨寬度尺寸，靜壓板發(fā)生變形，造成報(bào)廢。

在粗加工時(shí)，先以銅面為基準(zhǔn)，將鐵面磨去總余量的三分之一，然后再磨平銅面，減小磨削生熱變形。

4 銅面開(kāi)膠問(wèn)題

（1）導(dǎo)軌膠的質(zhì)量 。為滿足磨削精度要求，選用優(yōu)質(zhì)導(dǎo)軌膠，按照工藝要求，在粘接時(shí)兩銅板有約10mm間隙，避免相互擠壓，磨削時(shí)產(chǎn)生熱變形，改進(jìn)工藝增加固定螺絲，提高加緊強(qiáng)度。

（2）加工余量大，重復(fù)加工產(chǎn)生熱形變，因銅面尺寸相對(duì)較薄，在磨去余量時(shí)盡量去鐵面；在磨削銅面時(shí)，要控制好磨削量。

綜上所述，在靜壓導(dǎo)軌板的磨削加工過(guò)程中，通過(guò)選用合適的砂輪、采取合理的切削用量、正確的裝夾以及加工工藝方法，解決了以往靜壓板出現(xiàn)的各種難題，取得理想的加工精度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，從而獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。