机床导轨

关键词: 精度 机床 导轨

机床导轨(精选九篇)

机床导轨 篇1

关键词:大行程导轨,几何精度,位置精度,评价

0 引言

目前, 随着国民经济的快速发展, 作为国民经济的支柱产业———机床制造业, 也得到迅猛的发展, 其规格逐渐向着大型、重型、高精方向发展。作为机床的基础关键件机床床身导轨, 它的工作范围和检测行程也越来越大, 我们称之为机床大行程导轨。导轨起着承载、定位和导向以及精度保持的作用, 作为机床的重要组成环节, 其自身精度的评价和检测至关重要。

1 机床大行程导轨的特点

大行程导轨 (图1) 截面为矩形结构, 主要指床身长度与床身截面高度比大于10倍的细长型导轨, 其整体刚度较弱, 自身精度保持性差, 需要与地基紧固连接, 依附在地基刚度上进行精度调整。

机床大行程导轨在加工制造、精度调整、装配使用过程中都具有很大的难度, 对加工设备的要求、调整人员的技术水平、使用过程中的保养维护等都具有很高的要求, 下面基于我公司多年的重型数控机床制造经验, 对大行程导轨的特点进行简要归纳。

1.1 应用特点

在机床制造过程中, 主要应用在Z轴上, 主要起着承载、定位和导向的作用。

1.2 形式特点

由于受到毛坯制造水平、起重能力、加工设备能力以及运输要求等的制约, 我公司主要以6 m长度为基本长度, 行程大于6 m时采用拼接组合形式, 这样可以避免由于毛坯、起重、加工、运输等因素带来的困难。

1.3 结构特点

我公司导轨结构主要应用以下几种类型:

1) 整体两导轨形式:例如我公司研制的龙门移动式立车床身、轻型系列卧车床身等 (图2) 。

2) 整体三导轨形式:例如我公司研制的卧车床身、轧辊车床等 (图3) 。

3) 整体四导轨形式:例如我公司研制的重型卧式产品床身等 (图4) 。

2 大行程导轨的应用领域

大行程导轨主要应用在大型、重型机床设备中, 我公司作为数控重型母机的生产制造骨干企业之一, 对大行程导轨的应用非常广泛, 主要应用在立式产品和卧式产品中。立式产品:主要应用在数控龙门移动式镗铣床、高速铣床、数控龙门移动式双柱立式车铣床等产品中;卧式产品:主要应用在重型卧式车床、数控重型深孔车镗床、重型轧辊磨床、数控深孔钻镗床等产品中。

3 大行程导轨的精度指标分类

大行程导轨的自身精度是加工和使用过程中控制的重点, 直接影响着加工后零件的精度, 精度按性质分类可分为几何精度和位置精度。

几何精度:导轨在垂直平面内的直线度 (上母线) ;导轨在水平平面内的直线度 (侧母线) ;导轨在垂直平面内的平行度 (针对两条以上导轨) 。

位置精度 (适用于数控型机床) :Z轴轴线横向移动的定位精度;Z轴轴线横向移动的重复定位精度;Z轴轴线横向移动的反向差值。

4 大行程导轨精度的评价方法

为了检测大行程导轨在加工完成后和装配使用调整过程中的实际精度, 需要有一种规范、准确、完整的评价方法, 并且符合同行业的标准, 目前, 导轨精度的评价方法如下:

4.1 几何精度

1) 导轨在垂直平面内的直线度 (上母线) 。

评价方法:水平仪检验法 (图5) 。

由于水平仪测量精度较高, 使用方便, 因此在安装机床和测量导轨精度时经常使用。使用时, 将精密检具放置在床身导轨上, 水平仪放置在精密检具上, 将水平仪调平, 按固定距离 (多为500 mm) 移动精密检具, 记录在各个位置时水平仪的数值, 在导轨全长上测量, 依次记录读数, 最后画出曲线图, 计算出导轨在垂直平面内的直线度 (上母线) 。

2) 导轨在水平平面内的直线度 (侧母线) 。

评价方法:显微镜钢丝线检验法。

利用拉紧后的钢丝线作为理想直线, 直接测量导轨上各段组成面的直线度误差数值, 是一种线值测量法。使用时, 在导轨两端各安放一个滑轮, 将钢丝线一端固定在滑轮上、另一端悬垂在滑轮上, 显微镜垂直放置, 镜头对准钢丝线。在导轨全长上测量, 依次记录读数, 最后画出运动曲线图, 计算出导轨在水平平面内的直线度 (侧母线) 。

同时, 上述两项精度也可以使用准直仪进行评价检测 (图6) , 准直仪在检测过程中受外界条件影响较小, 测量精度高, 既可以测量导轨在垂直平面内的直线度, 也可以测量导轨在水平平面内的直线度。

3) 导轨在垂直平面内的平行度 (针对两条以上导轨) 。

评价方法:桥板水平仪检验法 (图7) 。

两条导轨在垂直平面内的平行度, 采用水平仪及桥板进行测量, 方法简便, 测量精度较高, 按固定距离 (多为500 mm) 移动桥板, 记录每次水平仪读数, 水平仪在每米行程上和全部行程上读数的最大代数差, 就是导轨平行度误差。

4) 跟踪仪测量检验法 (图8) 。

将激光头固定在支架上, 将支架放置到测量零件的合适位置处, 仪器连接到电脑, 将靶球移动到测量零件的测量部位依次采集数据, 数据通过电脑分析处理后形成测量结果。

4.2 位置精度 (适用于数控机床)

1) 轴线定位精度;2) 轴线重复定位精度;3) 轴线的反向差值。

评价方法:激光干涉仪检验法 (图9) 。

以上三项精度可以通过机床编程使被检测部件移动到若干指定位置, 并在各位置停留, 进行检测。主要分为循环法 (大循环) 和阶梯法 (小循环) 测量数控轴的精度。评价测量时分别在不同的目标间距P和不同的目标位置个数m的情况下测量数控轴的精度。测量行程目标位置的个数m≥5, 每个目标位置在每个方向应测量5次, 形成数值报告。

5 结语

机床导轨 篇2

【摘 要】:本文通过对机床导轨面缺陷修复的几种传统焊补方法的介绍及对各种方法不同特点的分析,确定机床导轨面缺陷修复局限性的存在原因。同时,对一种新出现的铸造缺陷修复技术及其设备―铸造缺陷修补机,进行了实践操作实验和试棒的显微组织分析,说明用铸造缺陷修补机修复机床导轨面缺陷是符合质检标准的,进一步分析证明了缺陷修补机在铸件缺陷修复方面是值得推广的一项新技术。

关键词:机床导轨 缺陷 修复 喷焊(钎焊) 电弧焊 新工艺 铸造缺陷修补机

1、实验目的

通过对几种传统焊补工艺在机床导轨缺陷处的焊补结果,分析机床导轨修复结果不佳的原因。通过对铸造缺陷修补机在机床导轨面的修复结果的研究,确定一种确实可行的在机床导轨面上修复的新技术及其工艺,为国家减少能源的浪费,为企业增加效益。

2、传统焊补工艺的焊补结果及分析

2.1试验前的准备:

2.1.1缺陷导轨数量:4件,材质HT200-400,每件导轨缺陷数量≥2,每件导轨缺陷处面积S<1000mm2,深度h<8mm的缺陷数量不少于2个,S>1000mm2,深度h<8mm的缺陷数量不少于2个,热处理状态:3件未进行表面淬火,1件已表面淬火。

2.1.2喷焊设备,电弧焊设备,镍基焊粉F103(C≤0.15 8.0

2.2 焊补结果及分析

2.2.1 喷焊 按喷焊工艺执行,将导轨面预热至150℃以上,完成初步焊粉的喷涂后,将喷涂面加热至900℃-1200℃以上,使焊粉熔化后形成平整面。由于预热及加热时间长,工件受热面积较大,热应力较大,比电弧焊更容易产生裂纹,同时线收缩产生裂纹倾向更大。由于裂纹倾向受喷焊时间、喷层厚度等因素影响,缺陷大小受到一定限制,而且焊补的缺陷需清理干净,由于喷粉中含Fe量比例较高,形成的`喷层较电弧焊与母材的颜色更相近。但因具有一定量的Ni,所以无法与母材颜色更接近,焊补后可以进行机械加工。

2.2.2电弧焊: 用铸铁焊条Z248按相应工艺进行焊补,焊补工艺分两种,第一种:焊前预热至550℃-650℃时进行焊补,焊补后保温5-8小时,第二种:工件焊前不预热,焊后保温3-4小时。两种方法的焊补质量均不容易保证,易出现裂纹、硬点,焊补后不容易进行机械加工。焊条价格便宜。

用镍基铸铁焊条Z308按相应工艺进行焊补,另加热态锤击工艺,焊层与焊层之间应停顿冷却至60℃以下,焊补区少气孔、裂纹产生,机械加工性良好,结合强度高、无脱落现象,由于机床导轨加工后吸油及焊条吹力的影响,易产生咬边、形成“焊补痕迹”,另外由于焊条中含有大量的镍元素,焊补区颜色与母材有很大区别,而且焊条价格昂贵。

2.2.3结果分析 传统的喷焊、电弧焊工艺,焊补后易产生裂纹,工件易受热变形,容易出现二次气孔,焊补处金属颜色与母材差异大是其共同的特点,这也是传统焊补工艺不能彻底解决机床导轨缺陷修复的根本原因。传统焊补工艺不适用于可见加工面的修复,适用于非加工面或不可见加工面的修复。部分焊补材料价格较高,焊补质量不容易稳定,要求操作者技术、经验丰富。

3、铸造缺陷修补机的焊补效果及分析:

3.1试棒的制作与分析

3.1.1准备一根Φ30×200的试棒,材质为HT250,表面粗糙度为Ra0.8,在表面钻4-5个Φ5mm深3-4mm的孔,用AKZQB-2000C型铸造缺陷修补机进行焊补,补材选用0.8#、厚度为0.25mm的金属片及厚度为0.4mm的HT250铁屑。

3.1.2 将焊补处进行打磨、抛光,制作金相分析试片,金相组织如图1、图2.图1左边为母材HT250,右边为0.8#补材,图2左边为母材HT250,右边为HT250铁屑补材。焊补处未见明显分界线、过渡区域微小、焊补点附近未见碳化物析出、焊补处金属组织致密,未见裂纹的产生。结论:宏观检测,焊补点附近及整个试棒常温,焊补点金属颜色与母材相同,补材为0.8#的焊补点比母材更致密,补材为同材质的焊补点与母材致密度相同,金相组织分析:无裂纹、周边金相组织未改变、无内应力,未出现硬化、软化现象。

3.2导轨缺陷的焊补效果及分析

3.2.1焊补前的准备:导轨数量:4件;材质:HT200-HT400;热处理状态:表面淬火2件,硬度HRC50―56;未进行表面淬火2件,硬度HB170-230,具有Φ1-Φ6mm;深3-4mm缺陷数个。AKZQB-2000C型铸造缺陷修补机1台,补材为0.8#、Φ0.8mm的金属丝及HT200材质的铁屑。

3.2.2焊补效果及分析:用AKZQB-2000C型铸造缺陷修补机,补材选用0.8#的Φ0.8mm的金属丝及HT200的铁屑,分别对淬火及未淬火的导轨面缺陷进行焊补,打磨、抛光后,宏观检测其焊补效果,焊补点金属颜色与母材相同,无咬边、无烧痕,焊补点附近及整个制件常温。用30倍放大镜及硬度计现场检测焊补情况,结果显示:无明显分界线,焊补点金属致密、无裂纹、无砂眼,0.8#补材焊补点硬度HB180-220,HT200补材焊补点硬度HB210-240,未淬火导轨面焊补点附近,硬度HB160-210.淬火导轨焊补点附近硬度HRC51-56,未见退火、软化现象,经探伤剂检测合格。

3.2.3焊补结论:用铸造缺陷修补机对缺陷处进行焊补,基体处于常温状态,无应力、无裂纹、无咬边、无焊补痕迹、焊补金属致密,无退火、软化现象,无硬点、无硬化,可以进行机械加工,焊补处金属颜色与母材相同是其最大特点,满足加工面缺陷修复的质量检测要求。铸造缺陷修补机利用电阻生热原理,将补材瞬间熔化在缺陷处,结合强度高,无脱落可能,焊补点直径可达Φ1.5mm,每秒钟完成焊补点次数可达25次,焊片厚度达0.4mm,适用于焊补加工面及非加工面等各类缺陷,焊补时间长短取决于缺陷的大小,成本低且缺陷大的铸件无焊补意义。补材根据焊补点性能要求可选择不同材质的丝、片、铁屑,不是专供材料,获取方便,价格低微。

4、结论:

传统的喷焊、电弧焊等工艺,对铸件的缺陷修复存在着一定的局限性,喷焊的可加工性良好,但易产生裂纹、热变形、退火等现象,颜色与母体差别太大,结合原理为机械结合,结合强度相对电弧焊低一些。电弧焊的焊补效果与选择焊条有直接关系,Z308的可加工性及裂纹的不产生性良好,但焊补痕迹及颜色与母体的差异难已消除,且价格高;Z248等普通铸铁焊条的可加工性及裂纹的不产性均不良好。传统焊补工艺中铸件的焊前升温及焊后保温也给大铸件的焊补造成了一定的不便,总体分析,传统焊补工艺中的一些问题使铸件产生的缺陷无法彻底修复,不同的部位,不同的质量要求,应根据实际情况选择应用。针对机床导轨件的缺陷修复,实验证明在非加工面上应慎重选择,加工面上应避免选用。

利用铸造缺陷修补机对铸造件的缺陷进行修复是一种新技术,铸件在修复过程中,不升温、不变形、无裂纹产生、焊补点金属致密,不产生硬点、无退火现象,可以进行任何机械加工。补材的选择不受材质的制约,通过不同材质补材的选择,可以达到焊补点性能、颜色与母体上的统一。补材与母体为冶金结合,结合强度高,不会产生脱落,焊补质量符合铸件产品的质检标准,是值得广泛推广的一种新技术,针对机床导轨的缺陷修复,实践证明可以广泛应用,能满足其质检标准的要求。但铸造缺陷修补机的焊补过程为Φ1.5-Φ1.2mm焊补点反复熔化堆积的过程,在大面积缺陷修补过程中,修复效率是制约其广泛推广应用的唯一因素。

机床导轨研损拉伤的原因及预防 篇3

关键词:机床导轨 研损拉伤 原因 修复 预防措施

中图分类号:TG502文献标识码:A文章编号:1674-098X(2014)09(a)-0076-01

对于一台机床来说,导轨是运动精度的基础,它是各部件的安装基准面和相对运动的导向面。所以,正确维护保养机床导轨,预防导轨的研损拉伤,及时对导轨进行正确的修复,对于保持机床精度,确保设备完好,延长机床的使用寿命,有着极其重要的意义。

1 导轨研损拉伤的原因探寻

从本质上来看,在导轨接合面间的相对滑动过程中,摩擦力不可避免,合理磨损也属正常,但当磨擦力大大超过分子间的结合力时,使大量金属移出基地体导轨,造成不正当磨损,这就形成了导轨的研损拉伤。笔者从多年的设备现场管理中总结得知,导轨的研损拉伤主要是以下四种情况。

1.1 润滑不良

在导轨的相对滑动过程中,因为润滑剂供应不足或润滑油管堵塞而无法在摩擦面之间形成油膜,造成了干磨擦,这样在很短的时间内就会发生研损拉伤现象。

1.2 杂粒磨损

导轨滑动面在相对滑动过程中,由于导轨的防尘装置不严密或润滑油不干净而造成有小硬物或小铁屑进入滑动面之间,这样这些小硬物或小铁屑就起到了研磨剂的作用,从而造成导轨面磨损不均匀而形成研损拉伤,这种情况普遍存在。

1.3 氧化磨损

机床中有些不经常使用的导轨面,由于不注意维护保养而生锈,即由于空气中氧气的渗入,在导轨表面产生一层硬而脆的氧化物,这些氧化物会逐渐脱落而进入导轨磨擦面之间,引起导轨的研损拉伤。这种情况在一些龙门刨床的立柱导轨、车床尾架导轨等不常用导轨面时有发生。

1.4 导轨本身的刚性不足:

导轨由于本身的的缺陷,比如材料的硬度和韧性不足,在工作中变载荷的作用下而产生塑性变形,从而形成导轨的研损拉伤。

2 預防措施

由于以上对导轨研损拉伤原因的分析,我们就可以采用相应的措施进行预防。

2.1 机床导轨必须有充分合理的润滑条件

非常明显,良好的润滑条件对减少导轨的研损拉伤有非常重要的意义。因为当相对运动的导轨面之间充满润滑剂之后,形成油膜,建立了液体摩擦,导轨表面之间不发生直接磨擦,而发生在润滑剂内部分子之间,这就避免导轨面的研损拉伤,延长导轨的使用寿命,提高导轨的运动精度。

2.2 必须有必要的合理的防护措施

为了防止铁屑、磨粒、灰尘等杂质进入导轨面之间而造成导轨的研损拉伤,机床导轨就必须有必要合理的防护装置。比如我们常见的折合钢板装置、风琴式护罩、以及导轨滑座端面的毛毡都是行之有效的防护措施。一般机床生产厂家生产机床时就能考虑到这些,在此就不必细述。但有一点必须指出的是:在设备的日常维护保养检查过程中,经常发现有毛毡没装好,未帖紧导轨面的情况(见图1)。那么毛毡就好比聋子的耳朵——形同虚设了,根本不能起到保护作用。

2.3 增强导轨的刚性

众所周知,机床导轨的刚性越高,导轨的耐磨性就越好,抗拉伤的能力也就越强。可见,提高导轨的刚性是减少或避免拉伤的最直接的方法。那么怎样才能提高导轨的刚性呢?在此我向大家推荐两种方法:第一,对导轨进生表面淬火。可以使用电接触淬火装置,其原理就是利用铜滚轮在导轨面上滚动,并在二者之间通以低电压、大电流时,由于滚轮和导轨之间接触电阻产生的热量,使导轨与滚轮接触点的局总部温度瞬间升高到淬火温度,当滚轮离开时,自身的导热及外界空气使之迅速冷却形成淬火层。通常淬火后的硬度能达到HRC50左右,淬火层深度一般为0.25~0.3mm。此种方法操作简单,变形量较小,而且导轨的刚性和耐磨性显著增强,一般大修的机床导轨都要经过此一道工序。第二,对导轨进行镶钢处理。某厂的一台X2010型龙门铣床,由于横梁导轨刚性较差,投产后没有多久就拉伤非常严重,经过厂设备技术人员和维修人员集体研究决定对此导轨进行镶钢处理后,近几年未发拉伤现象。

总之,严格执行设备的使用规范和设备的维护保养制度是防止导轨研损拉伤的关鍵之所在。要使设备能长期保持完好状态,操作人员和维修人员必须密切配合,认真做好设备的日常维护保养工作,使设备经常保持清洁及润滑系统的畅通,定期定质换油,对设备的导轨面定期进行检查。只有这样,才能真正减少甚至避免机床导轨的研损拉伤,从而延长设备导轨的使用寿命,确保机床的精度。

参考文献

[1]夏毅敏,张刚强,罗松保,等.非球面超精密机床静压轴承温度场的分布[J].光学精密工程,2012(8).

机床导轨 篇4

1 汽车纵梁平板数控冲孔技术

汽车纵梁数控冲孔最开始通过转塔换模进行生产, 随后出现了直线换模冲孔, 比起速度较慢、机身笨重、生产效率低下的转塔换模冲孔技术, 直线换模能够有效提升生产速率。在实际生产中对两种生产方式进行对比, 转塔换模使用的机械设备机身重量可以达到直线换模设备的1.5倍, 生产效率却只有不到2/3。

2 超长直线导轨精度调试方法在数控冲孔机床导轨调整中的应用

2.1 超长直线导轨

一般情况下, 直线导轨在有安装基准和长度较短的情况下, 依靠标准检具, 调试以及测量工作相对比较容易, 但是对于长度在8米以上的导轨, 调试以及测量都会成为问题。我们在安装、维修汽车纵梁平板数控冲孔机床时遇到了超长 (24m) 导轨结构。汽车纵梁平板数控冲孔机床导轨是由8根3米长的精密导轨, 安装在基础钢轨上拼接组成。基础钢轨的地脚孔与地脚螺栓之间有一定间隙, 使得基础钢轨可以在水平面内左右移动, 让导轨在水平面内的直线度调整成为可能。同时, 可以在基础钢轨底座下面垫入一定厚度的铜皮, 抬高轨道某一端地脚高度, 也让导轨在垂直面内直线度调整成为可能。下面笔者将对具体调整过程进行介绍。

2.2 主导轨调试

2.2.1 水平面直线度调试

首先, 测量装置的安装。钢丝 (直径0.15毫米) 在基础钢轨一端固定, 在另外一端则跨过滑轮后悬挂一个重锤, 张紧成为一条理想直线。在导轨上装入一个滑块 (即直线轴承) , 滑块上方固定工业显微镜, 显微镜镜头垂直对准钢丝。在导轨两端观察显微镜, 并左右微调钢丝的两个固定点, 保证这两处钢丝与显微镜镜头上的零刻线保持重合, 此时, 两点确定一条直线, 钢丝即为全段导轨的理想直线参照基准。 (图1) 其次, 测量调整的方法。操作人员缓慢移动滑块, 观察导轨上显微镜镜头内钢丝相对零刻线的偏差, 该偏差读数即为该点导轨的直线度误差。操作人员一边观察镜头上钢丝的偏移方向, 一边旋动基础钢轨底座侧面的顶丝, 推动基础钢轨水平移动, 直到该导轨处的钢丝与镜头内零刻线重合, 此时该点导轨与理想直线重合, 直线度误差消除。如此调整每一处导轨, 直到在各处导轨上显微镜观察到的钢丝与镜头内零刻线重合, 既可完成整条导轨的水平面直线度调整。

2.2.2 垂直面内直线度调试

垂直面内直线度误差值采用框式水平仪每隔500毫米测量一点, 在框式水平仪测出倾斜的点, 用相应厚度的塞尺垫入框式水平仪偏低的一端以修正水平误差, 从而得出相应测点的水平误差值 (即垫入塞尺的厚度值) 。然后根据塞尺读出的厚度值, 在相应的基础钢轨地脚螺栓下面垫入相应厚度的铜皮来调整基础钢轨各个地脚的高度, 从而达到调整导轨在垂直面内直线度的目的。调整过程中, 以相邻两处地脚为一段, 分段调整的方式, 使每段内框式水平读数尽量减小, 直到各点框式水平仪读水平为止。

2.2.3 扭曲度调整

主导轨的扭曲度在实际冲孔生产过程中, 也是一个极为重要的精度要素。其误差将对直接滑块的运动产生影响, 最后很可能导致在纵梁钢板上冲出椭圆孔。所以, 应该采用框式水平仪横向放置在滑块上方, 移动滑块, 进而测得导轨的扭曲度, 调整相应基础钢轨的地脚螺栓高度, 校平导轨。

2.3 副导轨调试

副导轨在实际冲孔生产过程中主要起到支撑作用, 故仅需保证其与主导轨之间一定范围内的平行度和水平度误差即可。我们可以将一块标准平铁放置在主、副导轨之间的滑块上当作桥梁, 保证其可以同步任意滑动, 进而模拟工作中的状态。垂直面中, 副导轨的直线度可以通过平铁上放置框式水平仪, 测量主导轨和副导轨之间的等高来完成, 调整副导轨下面的垫入铜皮的厚度, 直到误差控制在±0.2 mm/24000 mm为止;水平面中, 可以在主导轨滑块上安装一个百分表测试副导轨侧面, 移动滑块, 在百分表读数误差较大处, 合理调整部件, 直到误差控制在±0.3mm为止。

结束语

数控冲孔技术的应用可以有效提升汽车纵梁平板的生产效率, 在实际生产过程中, 工作人员需要采用合适的导轨精度调试方法对机床导轨加以调整, 进而有效保证汽车纵梁的冲孔精度。

参考文献

[1]卞正其, 王亮, 张志兵.带有红外检测功能的汽车纵梁平板数控冲孔线——板材FMC[J].锻压装备与制造技术, 2011 (06) .

[2]赵加蓉.汽车底盘纵梁的数控柔性化生产线[J].机械制造, 2006 (09) .

[3]杜建政.汽车纵梁数控冲孔新技术[J].锻压装备与制造技术, 2009 (06) .

[4]张涛, 路坤, 赵新天.数控纵梁平板冲板料自动定位技术[J].锻压装备与制造技术, 2013 (06) .

机床导轨误差对加工品质的影响探讨 篇5

1 圆柱体的成形原理

在普通卧式车床上加工圆柱体时, 工件旋转后切削刀具留下母线, 在其垂直面上刀具进行导线运动, 圆柱体就形成了。而卧式车床是在车床主轴上安装工件, 使仪器旋转运动, 主轴回转轴线就是其转轴线, 该轴线的垂直面包含刀具所切圆面, 该轴线上有圆心。移动的刀具所在直线与主轴轴线平行, 并平行于导轨, 保证了加工的圆柱体合格。假设没有主轴轴线的回转误差, 在探讨加工品质的影响因素时就可以忽略导轨的直线度, 只考虑主轴轴线和导轨的平行度误差。存在于面和面、面和线、线和线的相对关系之间的误差是平行度, 而直线自身误差是直线度, 二者是不同的概念。如果是两条很直的线, 就没有直线度误差, 却仍可能存在平行度误差。

2 导轨误差对加工品质的影响

在普通卧式车床上加工外圆时, 导轨方向决定了刀具直线运动的方向, 其误差对刀具的运动轨迹会有很大影响。分解主轴轴线和导轨的误差, 有垂直、水平两个方向, 记y为平行误差, p为直线度误差。

2.1

导轨和主轴轴线有平行度误差, 导轨有直线度误差, p≥0, y>p装配机床时应对主轴轴线和导轨直线间的平行度进行调整 (值为y) , 因测量与制造技术的影响, 为减少平行度误差, 应以导轨直线度的提高为基础, 说明平行度误差之中包含了直线度误差。因此分析导轨误差影响加工品质的情况时应分析平行度误差产生的影响。

若被加工的圆柱体零件的轴向长度与导轨误差位置长度相同, 刀具在导轨两端之间移动时, 零件半径方向上y即为刀尖的最大移动距离, 而△D=2y就是零件径向尺寸的误差。对于完成加工的零件来说, 如果导轨没有直线度误差, 圆柱体两端大小不一, 直线代表母线, 形成圆锥体外形, 其圆柱度误差t (形状误差) 与y相等, 加工误差只受到导轨平行度误差的影响;如果导轨存在直线度误差, 零件被加工后整体看, 其外形为锥体, 却没有直线型母线, 与导轨直线误差的状况相似。

2.2

导轨和主轴轴线有平行度误差, 且自身有直线度误差, y=p>0这种情况下导轨的直线度误差完全决定了主轴轴线和导轨间的平行度误差, 二者会导致分别相等的圆柱度误差与零件度误差, △D=2p=2y, t=p=y。这种情况下圆柱体外形类似马鞍形, 中间小、两头大, 而不是圆锥体。但是这样的现象很少, 几乎没有只是因导轨直线度误差造成的平行度误差, 所以也很少考虑。

2.3 只考虑平行度误差

加工零件的误差若是因导轨直线度误差引起的, 其形状就无法确定, 因此可以只考虑机床主轴和机床导轨之间的平行度误差。研究平行度误差对加工品质的影响时, 无论是在垂直面的分量还是在水平面的分量均可运用相似方法, 最终会得出△D=δ2/D就是误差的定量结果, 也就是造成的尺寸误差。δ代表垂直面上导轨平行度误差的分量值, 而t=δ2/D则是引起的圆柱度误差。回转双曲面就是圆柱体的外形, 假如考虑导轨的直线度误差, 虽然会得出相同的圆柱度误差与零件尺寸误差, 但其外表的具体形状却无法被准确描述出来。

2.4 深入分析

由上述分析可知, 加工品质会同时受到主轴轴线和导轨间的平行度误差以及导轨的直线度误差的影响, 且在一定程度上二者的影响具有统一性与相似性。因为无法制造绝对准确的零件, 所以直线度误差总是存在于导轨中, 而且也无法绝对准确地安装机床, 所以总是存在平行度误差。应从切削加工成形原理切入来分析主轴轴线与导轨的平行度误差对加工品质的影响, 分别掌握水平面与垂直面中平行度误差的影响。如果只有水平面分量, 零件呈圆锥形, 反之若只有垂直面分量, 零件则呈回转双曲面形。在机床的装配过程中会有许多项机床导轨误差, 而加工品质会受到每一项的影响, 必须深入研究这些误差, 加以解决, 才能提高加工品质。

3 结语

总而言之, 零件加工精度会在很大程度上受到导轨导向误差的影响, 而且主要因素就是主轴轴线和导轨的平行度。当然导轨的直线度也会产生一定的影响, 但是通常情况都比较复杂, 且影响相对较小, 因为导轨直线度的误差其实也属于平行度的误差, 而且机床导轨与溜板导轨有较长的接触长度, 所以无特殊情况时可以忽略导轨的直线度误差。因此, 在加工时要首先保证导轨的平行度, 采取针对性措施, 从而提高加工品质。

参考文献

[1]乐光学.数控机床位置精度分析与误差补偿技术[J].数控加工技术, 2013 (12) :36-37.

[2]李恒熙, 胡志玲.机床导轨误差对机械加工品质的影响[J].机械指导与自化, 2012 (3) :34-35.

浅谈关于机床导轨细小沙眼的处理 篇6

经过分析, 对不同机床导轨的沙眼进行了研究, 在生产和修复上总结了几套方法, 方法如下:

(1) 用刮刀在导轨面上压一遍相交成90º的刀花, 如果第一遍刀花还未能掩盖导轨面中细小沙眼时, 应该压第二遍刀花, 一副导轨只能压三遍刀花。此方法可以掩盖或者清除导轨中沙眼, 但是这种方法需要有多年经验的装配钳工来操作, 从而不需要添加设备, 但在压的过程中一定注意刮刀的切入量, 记算好下次刮刀的切入量。 (一般用于较宽和表面质量不好的导轨例如:普通车床C5116的导轨可用此方法如图1-1) 。

(2) 用冷焊机进行焊接:在磨完的导轨面上发现有细小沙眼时, 用冷焊机和导轨焊片 (此材料为低碳合金钢材料) 进行焊接, 其原理是利用正电极 (铜柱) 和负极 (导轨) 间的大电流使导轨焊片融化沾在沙眼里, 然后用角磨机小心清除高出导轨面上的焊渣, 必免磨伤导轨。如果清除后发现仍有沙眼, 可进行补焊, 再次清根。接着用沙布 (120#---150#) 进行细磨直到磨平, 最后用油石 (250#) 进行打磨。在整机装配时要在导轨上涂一层防锈油防止修复的地方被氧化, 造成导轨精度不良, 等整机出厂时进行第二次喷涂防锈油, 并在使用说明书中明确提出导轨每班的润滑次数, 以防止导轨修复处在使用中被氧化。此方法只需增加一台冷焊机和一些低炭合金钢焊片。 (一般用于山---平型导轨面例如暜通车床C6140的导轨面) 。

(3) 机床导轨表面进行喷丸处理:将磨完的导轨 (发现有细小沙眼) 进行人工失效, 然后将导轨表面进行洁净处理 (其中包括碱洗—酸洗—水洗—烘干等) , 接着进行表面喷丸, 其厚度在1mm左右, 再次进行失效处理, 最后一步上磨床精磨, 直至达到技术要求, 此方法需要一台喷丸机, 其价格比较贵。一般用于导轨面宽且较长的导轨, 例如落地铣镗TK690及转台 (承载工件重量为50—70吨) 的导轨面。

(4) 机床导轨表面进行电渡处理:将导轨同 (3) 的洁净处理一样, 然后进行电渡, 渡层一般为金属铬 (底层为硬铬, 表层为装饰铬) 。最后一步上磨床精磨, 达到技术要求, 在电渡过程中一定要计算好铬的用量, 所用电流的大小, 渡层的深度, 电渡完后, 作好工件的工艺处理工作。这种方法的造价十分昂贵, 不适合机床生产厂家的批量生产, 一般用在高档精密全功能数控机床上。

(5) 机床导轨表面安装导轨板:如果发现导轨表面出现大量的细小沙眼, 根本无法修复时, 可用此法, 首先将导轨面同 (3) 洁净处理, 用刨床在导轨上加工出宽深为4mm的沟槽 (作为容胶槽) , 再一次洁净处理, 然后用导轨 (A-B) 胶将导轨面和导轨板粘合, 使两面充分粘合 (大约二十四小时) , 在导轨板上钻孔—攻丝--用平头螺钉 (M16) 紧固 (钉面于导轨板面齐平) , 最后一步上磨床精磨, 达到技术要求, 一般用于重型或超重型机床导轨的修复例如车镗床SQ117 (导轨长32m宽0.5m如图5-5) 。

总结:上述方法只能作为参考, 在导轨生产制造过程中会有很多问题, 导轨的制造是每一个设计员应该注意的, 我们在生产时应该根据实际情况而定。

减磨涂层材料在机床导轨上的应用 篇7

传统的机床导轨, 需要两个导轨进行互相人工刮研, 长导轨做基面, 短导轨做刮研面, 为减少刮研量, 短导轨还要进行超精加工, 然后再进行人工刮研。人工刮研时的强度较大, 而且不容易达到理想的接触条件, 现介绍用减磨涂层导轨技术解决上述问题。

1 涂层导轨工艺方法及要求

涂层导轨采用短导轨进行涂层, 长导轨做基础导轨的设计方法进行结构设计。涂层导轨从工艺方法上分为涂塑导轨工艺、注塑导轨工艺。二者区别不大, 涂塑工艺是将减磨涂层材料敷在导轨表面, 然后进行压合成型的工艺方法;而注塑导轨工艺是在工件上开注塑孔, 用注塑枪向型腔内注塑减磨涂料的工艺方法。二者相比较而言涂塑导轨在工艺操作较为复杂。在设计减磨涂层导轨结构时, 必须满足“JB3579-91环氧涂层滑动导轨通用技术条件”的相关技术要求。

2 材料的准备

1) 减磨涂层材料。涂层材料通常由甲、乙两种成分组成, 用量通常按导轨体积的1.5倍准备, 用时按比例混合使用, 材料性能必须符合“JB3578-91滑动导轨环氧涂层材料技术通则”的相关性能要求。

2) 辅助材料:清洗剂、脱模剂。

3) 油槽线条:油槽线条采用聚氯乙烯塑料软板和双面胶带制作, 按设计的油槽尺寸要求切割相应塑料条, 油槽线也可以在涂层成型后进行机加工或手工处理出来。

4) 量检具:水平仪、角尺、平尺、百分表、量块、塞尺等必要检具。

5) 辅助工具:搅拌爪、调和用 (参考尺寸为500 mm×500 mm×0.5 mm) 不锈钢板、刮板、调整螺栓、千斤顶等。

3 基础导轨工件的准备

基础导轨按图样各加工工序完成, 如果采用注塑成型工艺时应加工好注塑孔及出塑孔, 如采用涂塑成型工艺时则可不必加工出注胶孔, 并按要求调整基础导轨精度符合技术要求, 选择合适位置的基础导轨与涂层导轨工件 (已按要求完工) 进行试验扣合, 检查是否干涉以及有无其他问题, 并将扣合位置做好标记, 待正式扣合时仍按本次记录的位置进行。基础导轨进行清洗至无油污、异物。按涂层导轨图样的要求的油槽线位置, 粘贴已经准备好的油槽线条。

4 涂层导轨工件准备

待涂层的导轨按图样要求进行加工, 需要涂层的导轨面拉毛处理成较为粗糙状态, 如涂层的底面按图刨削成高低起伏的锯齿形状的纹理, 如受结构限制不能刨削加工的位置可以进行铣削加工, 拉毛的导轨结构形式见图1、图2所示。拉毛以后, 要用毛刷将拉毛导轨沟槽内的油污异物, 彻底清理出来, 并清洗至无油污、异物。

5 试扣合及精度预调

可采用调整螺栓 (或采用千斤顶、调整垫铁) 支撑, 将导轨副扣合, 通过塞尺或设计定位销控制导轨涂层厚度约1.8~2.2 mm, 通过水平仪、平尺、百分表等检具确定精度达到要求后, 用记号笔记录扣合段位置, 导轨分离, 进行下步的最终清洗。

6 清洗及涂抹脱模剂

用丙酮将基础导轨以及涂层导轨进行最后的彻底清洗, 反复清洗达到无油污、异物。用干洁的压缩空气将拉毛表面吹干, 并自然凉干20~30 min。

脱模剂的作用就是使基础导轨与耐磨涂料不产生粘接, 可方便地进行脱模, 也使其他粘连涂料的表面易于清理。用干净的布蘸取脱模剂, 在基础导轨扣合段上涂抹脱模剂, 两端多擦出150~200 mm。耐磨涂料可能流淌到的加工表面都应涂抹。用毛刷蘸取脱模剂, 在导轨支承边上、垫块或定位销上涂抹脱模剂。

7 减磨涂料的调和与涂塑

将A、B两组份盒装的减磨涂层材料按配合比例混合, 用电钻带动搅拌爪搅拌均匀。充分调匀 (一般3 min左右) 后将搅拌好的耐磨涂料摊开放置在不锈钢平板上, 再用油灰刀搅拌、碾压耐磨涂料至细腻程度。耐磨涂料搅拌完成后, 不需等待, 用刮板将涂料刮到拉毛的导轨上, 逐层进行加厚刮涂, 并保证整体相差在2mm以内, 整个刮涂控制在0.5 h内为好, 若时间过长, 耐磨涂料有固化趋势。如采用注胶工艺方法, 则此步骤改为用注胶枪向注塑孔内注射减磨涂料, 并在扣合之后进行注塑。

8 扣合精度控制及减磨涂料固化

将刮涂完成的工件按照原标记好的位置扣合在基础导轨上, 如工件自重较重, 那么依靠自身重力即可实现压合, 如工件自重较轻, 那么则需要加载一定的压力, 以促使压合可靠。当扣合到达预期位置时用水平仪、平尺、百分表等检测各项精度, 至精度合格停止加压, 并用塞尺检测调整螺栓是否已发挥作用, 确认精度达到要求后, 停止调整, 等待耐磨涂料自然固化。温度高时, 固化时间短, 温度低时固化时间适当延长, 当工作低温低于15℃时, 则不宜进行操作, 而应适当增加环境温度, 否则影响涂层材料的搅拌均匀和固化。

9 导轨之间分离及检验

由于在基础导轨表面涂抹了脱模剂, 因此涂层导轨面不会与基础导轨面粘连, 只需在涂层导轨工件与基础导轨工件之间加载一定的分离作用力, 即可实现二者导轨的分离。导轨分离后, 将成型的油槽内塑料油线条清理掉, 各部粘连的多余的耐磨涂料也一并清理, 最后用丙酮将二导轨彻底清理干净。通过着色剂对涂层导轨进行合研, 按要求检验接触精度。

1 0 结语

机床导轨 篇8

精密加工技术在现代国防工业和民用工业中占有重要地位,世界各强国都高度重视超精密领域的研究并取得了大量成果。实现精密加工的首要基础条件是精密机床,而决定精密机床性能的关键是导轨部件[1],它直接影响着机床各运动部件之间的相对运动精度和相对位置精度[2]。液体静压导轨由于具有高精度、高刚度、减震、吸振效果好、低磨损、承载能力强、长寿命等诸多技术优势,被广泛用于精密机床领域[3]。液体静压导轨运动的直线度误差是机床的一项基础几何误差,直线度误差会直接反映到工件上,影响加工精度[4]。因此,导轨直线度误差是精密机床严格控制的基本几何误差量[5]。

直线度误差的测量方法有光学测量法和接触式扫描法等[6],后者由于对基准面要求较高,且安装、测量复杂,应用较少。在ISO标准中激光干涉仪是唯一公认的,也是目前最常用的进行数控机床精度检定的仪器[7]。直线度误差评定方法主要有两端点连线法、最小二乘法和最小包容区域法[8,9]。本文针对精密机床液体静压导轨,探讨直线度误差评定的算法和激光干涉仪检测原理,采用RenishawXL-80激光干涉仪对导轨直线度误差进行检测,并对检测数据进行了分析,得出了导轨的直线度误差,并针对不同环境对测量结果的影响做出了总结。

1 直线度误差的评定与相关原理

直线度误差是被测实际直线对其理想直线的变动量,理想直线的位置应符合最小条件[10]。目前,平面内直线度误差评定的常用方法有两端点连线法、最小二乘法和最小包容区域法。两端点连线法评定误差大,在精密测量中不能采用。本文主要介绍最小二乘法和最小包容区域法。

1.1 最小二乘法

如图1所示,最小二乘中线LS是一条穿过实际被测直线S的理想直线,它所处的位置使实际被测直线上的各点至它的距离的平方和最小。以理想直线LS作为评定基准,取各点中相对于它偏离的最大值hmax与最小值hmin之差fLs作为直线度误差值。在理想直线LS上面的测点的值取正值,下面的值取负值,即直线度误差fLs=hmax-hmin。

1.2 最小包容区域法

最小包容区域法是用二平行直线紧紧地包容实际直线,达到最小的宽度,如图2所示。两条最小包容直线必须满足最小包容原则:二平行直线与实际线呈高低相间接触状态,即“高-低-高”或“低-高-低”的形式[11]。构成最小区域的两平行直线L1、L2间的距离作为直线度误差的评定值,即fLs=dmin。

2 激光干涉仪测量相关原理

激光干涉仪是通过激光波长溯源的原理来实现数控机床几何精度的检测,目前已成为生产实际中直线度精度检测的一项重要工具。

图3为导轨直线度误差检测仪。如图3所示,从激光头射出的光束穿过干涉镜,被分成两束光,以小角度发散后直接射向反射镜。光束从反射镜中反射,沿着新光路返回直线度干涉镜,两束光在直线度干涉镜中会合成一束光返回激光头的入射端口。干涉镜固定在被测导轨上,随导轨运动,反射镜静止不动。通过检测光路中干涉镜和反射镜之间相对纵向位移的变化,间接检测导轨运动时的上下波动量,从而进行直线度误差测量。

3 实验数据采集

按图3所示进行光路的安装,对本文涉及的行程为360mm的液体静压导轨分别在不同环境下进行测量并采集数据,每种环境测量10组数据,统计结果如表1所示。

选取安静环境、一般环境、噪声较大、振动较大不同环境下具有代表性的数据,做出导轨直线运动偏差的特性曲线图,如图4所示。

4 实验数据分析

4.1测量数据处理

由误差相关理论可知,每次测量都存在一个误差值。只有经过多次重复测量,然后对这些数据进行处理和概率统计分析之后,才能得到测量结果比较合理的表达方式。

本实验测量数据分布情况复杂,首先经过消除系统误差、正态性检验和剔除粗大误差三项处理,具体步骤如下:

(1)消除系统误差:Renishaw激光干涉仪测量精度很高,短距离直线度误差的测量可达到0.001μm/m,而本次实验对象液体静压导轨的直线度误差技术指标为2μm/360mm~3μm/360mm,二者相差3个数量级,故系统误差可忽略不计。

(2)正态性检验:误差分析中的大多数公式是建立在正态分布的基础上的。首先消除系统误差,然后检验数据是否服从正态分布。

本实验利用SPSS分析软件,采用P-P图法,包括两种P-P图:正态P-P图和正态趋势P-P图(累计概率残差图)。检验实验数据是否服从正态分布,分析结果如图5所示,累积概率表示不确定分析中某一区间内所有可能取值的概率之和,正态的偏差表示每一个所测得直线度误差值与均值的差。

如果实验数据服从正态分布,则正态P-P图中,样本点应呈一条围绕第一象限对角线的直线。正态趋势P-P中,残差散点基本在Y=0上下均匀分布。由图5可知,实验数据服从正态分布。

(3)剔除粗大误差:粗大误差是由于测量人员的疏忽或测量环境条件的突然变化引起的,其数值远远超出随机误差或系统误差。根据测量条件及数据综合分析,测量结果大于4μm/360mm的数据误差较大,应该剔除。

4.2 测量结果的表达方式

本实验采用基于t分布的表达方式。由于测量值x服从正态分布N(u,σ2),则测量样本Xi(i=1,2,3,…,n)的基于t分布的测量结果的表达式为:

其中:x0为直线度误差表达结果;x珚为所测直线度误差均值;为均值的标准差的无偏估计值;tβ为置信度概率为β、自由度为v(v=n-1)的t分布值,通常取值0.95。

对本实验的有效数据利用SPSS软件进行t检验。检验结果如表2所示。

5 结论

通过采用RenishawXL-80 激光干涉仪对本文涉及的精密机床液体静压导轨直线度误差进行检测及对数据进行分析,得出该静压导轨直线度误差均值为2.791μm/360mm,在所测的大量数据中,当置信度概率为0.95时,液体静压导轨竖直方向直线度误差为:2.622μm/360mm~2.959μm/360mm。

通过比较不同环境下的测量数据,可以得出在进行直线度误差测量时,为减小导轨运动的直线度误差,或是为使测得数据更接近实际值,应采取以下措施:①应使实验台远离振动源,同时实验台应有隔振措施;②应尽量保证实验环境的安静,使实验台远离噪声源,同时实验人员不宜大声喧哗;③应尽量减少实验人员,且实验人员不宜在数据采集点附近走动;④应尽量在光线较弱环境下采集数据。

参考文献

[1] 刘一磊.超精密机床液体静压导轨静动态特性分析及模态参数识别[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2010:1-8.

[2] 董鹏程.超精密液体静压导轨静动态特性分析及控制技术研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2013:1-10.

[3] 翟亚楠.精密机床静压导轨的设计及性能分析[D].沈阳:东北大学,2012:1-9.

[4] 张立新,黄玉美,乔雁龙,等.并联轴直线运动直线度的检测与误差补偿[J].机械工程学报,2008,44(9):220-224.

[5] 贾立德,郑子文,李圣怡,等.使用短基准的超精密长导轨直线度误差测量方法[J].机械工程学报,2008,44(9):141-147.

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[9] 张永超,李冬梅,高峰,等.直线度误差评定方法简述[J].现代机械,2005(4):34-35.

[10]黄富贵,崔长彩.任意方向上直线度误差的评定新方法[J].机械工程学报,2008,44(7):221-224.

机床导轨 篇9

由于重型机床需要承载更大的载荷,其刚性对于数控重型机床来说,显得更加重要。导轨作为机床的基础结构,进给系统的重要环节,在整个数控机床中起到导向和支承作用,导轨的结构及刚度是运动部件在外力的作用下,能够沿预定的轨迹准确无误的运动的重要保证。影响机床整体刚性的因素较多,但导轨的刚性对机床起到至关重要的作用,导轨的精度、刚度及结构形式等对机床刚度,加工精度和承载能力有着直接影响。

数控重型机床的导轨要求具有更高的刚性,更好的耐磨性;那么合理的确定数控机床导轨形式,准确的计算导轨的几何尺寸就成为机床设计中重要的课题。重型机床导轨往往采用静压导轨或铸铁导轨。铸铁导轨又分贴塑铸铁导轨和灌胶铸铁导轨,近年来数控重大型机床愈来愈多地采用铸铁导轨,该导轨以其结构简单,制造方便,刚性高,安装调整方便,精度稳定,导向精度好,承载能力大等优点越来越得到广泛的应用。

大型机床立柱铸铁导轨的形式往往采用两种形式:1) 两矩形导轨正向导轨面平行布局;2) 正向导轨面采用阶梯式布局。某重型机床立柱导轨采用阶梯式导轨,阶梯差布局的导轨相对无阶梯差导轨,有着非常突出的优点:抗扭矩能力更大,两导轨受力接近程度更高,以使两导轨在运动过程中,受力均布性更好,磨损程度更加一致,精度保持性更好。导轨正面处于同一平面的布局,即无阶梯差导轨,两导轨受力相差很大,受力均布性差,磨损程度严重不一致,导轨的不均匀磨损破坏了导轨的导向精度,从而影响机床的工作精度。

针对两导轨受力不均的问题,传统的设计方法,对机床铸铁导轨仅作一些简单的静力计算,很难达到理想的最佳结果。现针对某重型数控机床的立柱导轨进行有限元分析,合理建模,根据机床实际结构,结合静力计算,考虑实际工况受力情况,在几处特殊点,对立柱导轨施加力,做有限元分析,优化导轨最佳几何尺寸及阶梯差尺寸,使两导轨受力均布性更好,保证导轨的刚度,提高的耐磨均匀性,从而保证机床在重载下,能够长期连续稳定地工作,精度保持性好。

1 有限元分析

1.1 分析模型

本文取某数控机床立柱作为分析模型,如图1所示。由于立柱结构比较复杂,采用四面体网格对立柱结构进行网格化,网格化图如图2所示。模拟实际载荷情况加以分析,分析变形图如图3、图4所示。

1.2 分析结果分析

通过结果分析数据可以看出:立柱导轨面最大变形量为0.032mm,这个数值的变形可以通过加工立柱导轨面时的插补铣加以补偿,在合理的变形范围内。分析的目的之一是为导轨提供准确的应力变形图,提供准确的补偿最大变形量;另外,可用有限元分析优化导轨几何尺寸及阶梯差尺寸,使阶梯式导轨载荷分布更合理,优化结果更理想,优化结构可达下式结果:

a) 对于阶梯差导轨 受力可优化为F1=0.4F2;

b) 对于无阶梯差导轨F1=0.09F2.

其中,F1,F2为两导轨受力。

显而易见,阶梯差的两导轨受力更加接近,更加均匀,明显优于无阶梯差导轨。

2 结论

通过有限元分析的结果,不但可以准确确定立柱阶梯导轨的几何尺寸及阶梯差的尺寸,而且优化了导轨结构,使得立柱导轨结构无薄弱点且刚性均匀分布,受力更合理,立柱两导轨耐磨度更趋于接近,静态刚性及动态刚性得到充分的保证。

参考文献

[1]王爱玲,白恩远.现代数控机床[M].北京:国防工业出版社,2003.

[2]高耀东,郭喜平.ANSYS机械工程应用25例[M].北京:电子工业出版社,2007.

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