高速數(shù)控車(chē)床床身加工工藝

1、高速數(shù)控車(chē)床床身加工工藝2012-09-28來(lái)源：金屬加工 單位：安陽(yáng)鑫盛機(jī)床股份有限公司作者： 路便英 瀏覽次數(shù)：454 添加收藏內(nèi)容摘要：床身零件的加工在機(jī)械制造業(yè)中占有很重要的地位，床身的質(zhì)量直接關(guān)系著機(jī)床的制造精度和壽命。ADG系列高速數(shù)控車(chē)床屬數(shù)控機(jī)床重大專(zhuān)項(xiàng)產(chǎn)品，該產(chǎn)品的研制對(duì)于提高生產(chǎn)效率，減少切削力，提高零件加工精度和表面質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本都起到了很大的推動(dòng)作用，實(shí)現(xiàn)了高硬度材料“以車(chē)代磨”的加工效果。因高速切削產(chǎn)生的切削力一般作用在床身上，床身受力較大；且速度很高還會(huì)產(chǎn)生較大的附加慣性力作用在床身上，因此床身需要足夠的剛度。同時(shí)為保證機(jī)床高速、高精的質(zhì)量要求，床身必須具有較高

2、的制造精度和穩(wěn)定性。床身導(dǎo)軌部分二維加工圖以高速數(shù)控車(chē)床ADG25床身（見(jiàn)附圖）為例，研究其加工工藝過(guò)程，并針對(duì)床身加工中的難點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行分析研究，制定出合理的加工工藝方案。以保證床身加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)率。1. 零件圖技術(shù)分析床身材料為HT300，鑄件采用樹(shù)脂砂造型。床身部分為45 分體式斜床身設(shè)計(jì)，與床鞍及尾座體之間的移動(dòng)均采用了滑動(dòng)導(dǎo)軌配合。主要技術(shù)要求如下：（1）鑄件不得有砂眼、氣孔、縮松、裂紋等鑄造缺陷，鑄件需時(shí)效處理180240HBW。（2）主導(dǎo)軌面要求平面度0.02mm，各側(cè)面平行度0.01mm，相鄰面垂直度0.01mm。（3）臺(tái)尾導(dǎo)軌面要求平面度0.02mm，各側(cè)面平行度0.01m

3、m，相鄰面垂直度0.01mm。（4）主軸箱結(jié)合面平面度0.02mm，與主導(dǎo)軌面平行度0.01mm。（5）絲杠電動(dòng)機(jī)座、軸承座與主導(dǎo)軌面平行度0.01mm。（6）主導(dǎo)軌面、臺(tái)尾導(dǎo)軌面淬火硬度5258HRC，表面粗糙度值Ra=0.8m。2. 加工要點(diǎn)分析通過(guò)對(duì)床身零件的結(jié)構(gòu)及技術(shù)分析可以看出，床身主、副導(dǎo)軌面均有較高的形位公差要求和尺寸精度要求，而床頭結(jié)合面及支撐絲杠的軸承座安裝面又都是以導(dǎo)軌面為基準(zhǔn)的精度要求，所以保證導(dǎo)軌面的精度是床身加工的關(guān)鍵。導(dǎo)軌面要求淬火5258HRC，消除淬火變形、保證床身精度及穩(wěn)定性問(wèn)題是床身加工中主要問(wèn)題。所以要保證床身的加工質(zhì)量必須對(duì)加工工藝進(jìn)行研究。通過(guò)優(yōu)化工藝

4、設(shè)計(jì)使床身的變形減到最小并達(dá)到預(yù)期的效果。3. 工藝方案的確定ADG25高速數(shù)控車(chē)床的主要特點(diǎn)是滿足高速度、高精度的切削加工。與其他數(shù)控車(chē)床相比較，作為主要支撐件的床身其加工精度及精度的保持性都有了更高的要求。床身的加工工藝安排主要從以下幾方面進(jìn)行考慮。（1）合理布置熱處理工序，使零件的各種應(yīng)力消除到最少，保證材料性能滿足使用要求。（2）正確安排粗、精加工工序，盡可能使粗加工造成的加工誤差通過(guò)半精加工和精加工得到糾正。（3）合理選擇機(jī)床及加工時(shí)零件的裝夾方法，減少變形。其工藝路線設(shè)計(jì)如下：鑄造時(shí)效處理粗加工人工時(shí)效處理半精加工（次要部位加工成）導(dǎo)軌面中頻淬火導(dǎo)軌面以銑代磨粗加工精加工底面和后面

5、精加工導(dǎo)軌面精加工床頭結(jié)合面和軸承座結(jié)合面檢驗(yàn)入庫(kù) 。4. 加工工藝分析（1）鑄件必須進(jìn)行時(shí)效處理，以消除毛坯的鑄造應(yīng)力，改善材料的切削加工性能。（2）在粗加工階段將大部分的余量切除后安排二次時(shí)效處理，以消除粗加工后零件的內(nèi)應(yīng)力，進(jìn)一步減小床身變形。（3）半精加工后導(dǎo)軌面安排中頻淬火，保證了床身的硬度和耐磨性。（4）為消除淬火變形，精銑后面、底面以后對(duì)導(dǎo)軌淬火面進(jìn)行以銑代磨粗加工，為精加工導(dǎo)軌面作好準(zhǔn)備，提高生產(chǎn)效率。（5）主導(dǎo)軌面、尾座導(dǎo)軌面均由德國(guó)導(dǎo)軌磨床完成精加工。由三坐標(biāo)機(jī)進(jìn)行測(cè)量保證了圖示技術(shù)要求。（6）以床身導(dǎo)軌面為基準(zhǔn)，精銑絲杠軸承座、電動(dòng)機(jī)座安裝面和床頭結(jié)合面。在日本產(chǎn)五面體加

6、工中心完成，該機(jī)床的回轉(zhuǎn)精度及軸向竄動(dòng)都在0.005mm以下，保證了與導(dǎo)軌面的平行度要求。通過(guò)以上分析確定了工藝方案的可行性。按照該工藝方案加工床身，能夠滿足高速數(shù)控車(chē)床對(duì)床身的各項(xiàng)精度要求。5. 導(dǎo)軌面的主要加工過(guò)程為提高床身零件的加工精度并保證高效率的加工，設(shè)備的選擇非常重要。結(jié)合我公司的實(shí)際情況，粗加工選用剛性較好的龍門(mén)刨床B2016加工，該機(jī)床較適用于床身導(dǎo)軌的加工且能實(shí)現(xiàn)大走刀和大切削深度加工，留余量34mm。半精加工選用日本五面體加工中心MF2040，采用專(zhuān)用工裝進(jìn)行裝夾，以?xún)芍苯敲娑ㄎ?，保證了裝夾方便，定位穩(wěn)定。采用硬質(zhì)合金涂層刀具分兩次切除余量后留精加工余量（1.00.1）mm

7、，保證導(dǎo)軌的平面度和相互之間的平行度控制在0.050.1mm。導(dǎo)軌面淬火后因床身導(dǎo)軌變形較大，選用了陶瓷刀具在五面體加工中心以銑代磨加工，保證了加工的高質(zhì)高效。精加工是保證零件質(zhì)量的關(guān)鍵工序，要求機(jī)床主軸要有高的回轉(zhuǎn)精度及軸向跳動(dòng)，主軸剛性好且機(jī)床各部分不應(yīng)有振動(dòng)現(xiàn)象。為此導(dǎo)軌面的精加工選用德國(guó)導(dǎo)軌磨床完成。因床身材料為HT300，熱處理后硬度為5258HRC，實(shí)際加工中主要從工件裝夾、砂輪選擇、工步安排、冷卻液的選用四個(gè)方面來(lái)保證床身導(dǎo)軌的各項(xiàng)精度要求。（1）工件裝夾：該工裝設(shè)計(jì)兩件V形支架為一組在床身的兩端支撐，根據(jù)需要可調(diào)整兩支撐間的距離。為保證工件安裝的穩(wěn)定性，上床身前需導(dǎo)軌磨本身再將

8、兩件V形定位面磨一次，保證其一致性。使用時(shí)應(yīng)注意夾緊力適度。（2）砂輪選擇：根據(jù)床身材料、導(dǎo)軌面硬度及加工精度要求，選用了白剛玉、硬度為中軟（K)、大氣孔砂輪，其散熱性和自勵(lì)性好。（3）工步安排：加工前砂輪須修整，使砂輪表面有良好的磨粒切刃和微刃的脫粒性和等高性；當(dāng)磨削余量0.080.1mm時(shí)停止磨削，讓工件充分冷卻，精修正砂輪后完成導(dǎo)軌面加工精度要求。（4）磨削液的選用：為降低磨削熱，磨削液選用無(wú)油、無(wú)亞硝酸鈉的高效磨削液。該磨削液是以高效極壓潤(rùn)滑劑作為配方基礎(chǔ)，并從防銹、滲透、抗硬水性、清洗和殺菌等方面綜合考慮的，具有環(huán)保、清潔性好、去油率高、冷卻性好等優(yōu)點(diǎn)，能節(jié)約大量能源和降低砂輪消耗。由于其冷卻性非常好，磨削加工時(shí)，還可以適當(dāng)提高磨削用量，提高生產(chǎn)效率。6. 結(jié)語(yǔ)床身零件的加工在機(jī)械制造業(yè)中占有很重要的地位，床身的質(zhì)量直接關(guān)系著機(jī)床的制造精度和壽命。通過(guò)對(duì)ADG25高速數(shù)控車(chē)床床身制造