精密机床静压导轨板的加工及工艺改进

时间：2024-05-20

杨奇波+李晓雯+孙雨翔

摘要：在精密设备上静压导轨板应用广泛，特别在数控机床上它是要求精度较高的部件，配磨静压导轨板是关键技术。在实际加工生产X轴静压导轨板时因加工难度较大及受其它相关因素影响，时常出现某项精度不合，通过分析造成这种后果的原因，结合本人多年的加工经验和探索，总结形成一套行之有效的静压导轨板的加工工艺方法，通过工艺改进静压导轨板加工达到精度要求。

关键词：改进；铜静压导轨板；开胶；变形

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

在实际生产中，x轴静压导轨板的加工受相关因素影响，时常出现形位公差、尺寸公差、工件弯曲变形、开胶等精度不合格而出现质量问题甚至报废的情况，给产品带来诸多不确定因素。因此，根据本人多年的加工经验和探索，就如何提高静压导轨板的削磨加工精度及生产效率，降低废品率等方面，总结形成一套加工方法，在实际生产证明行之有效，不但所加工的静压导轨板达到高精度要求，且多快好省。

静压导轨板是由钢板上粘接一层铜合金紧固而成，（如上图所示）安装在床身导轨面上，机器运行时，静压导轨板铜加工面与机床导轨表面之间必须留有0.03毫米的油膜间隙，不断打入一定负荷的静压油，保持工作面有足够的油量和浮力，以减少摩擦力，起到润滑和保护工作台面作用，同时提高运行平稳性。如果所加工的静压导轨板厚度尺寸正向超差，造成静压板间隙过小或无间隙，导致机床运动时导轨产生摩擦，造成导轨研伤；若厚度尺寸负向超差，造成静压导轨板与床身之间间隙增大，形成不了静压油膜或油膜刚性不足，造成机床在工作台负重变化时，运行精度不稳定，所以静压板厚度公差必须控制在0.01毫米以内，并且加工后精度的稳定性要好，因此技术上要求静压导轨板加工后的平面度和平行度公差以及尺寸公差都必须保证在0.01毫米以内。在实际磨削静压导轨板的过程中，经常出现四个方面的问题遭成返修等。工作中针对其原因，我采取相应加工工艺措施，具体如下：

1 平面度和平行度超差

静压板若变形：产生平面度和平行度超差，安装在机床上以后两导轨面之间有的地方接触，有的地方不接触不接触，使静压板油膜不均匀，将造成运行误差，所以必须避免变形超差，造成误差的主要原因有以下两个因素：

（1）静压板一面是厚约28mm的铸铁或钢材料，另一面是厚约5mm的铜合金，两者粘结国定而成，加工厚度约30mm左右，长度约在1600mm，在磨削加工方面存在加工难度。这是因为铜属于延展性大的材料，硬度低，热膨胀系数大，且容易变形，但有较高的塑性，磨削容易堵塞砂轮，使生产效率降低，为此采取下列措施加以解决：

首先，选择具有传导好的、脆性大的磨料。

其次，合理选用磨削用量。

（2）在粗磨过程中，静压板经上道工序加工或粘接通常会引起变形，建议粗加工铣削时，尽量多加工铁面，留铜面余量，减小生热变形。

2 尺寸公差超差

误差产生原因：（1）总装时测量尺寸不准确。（2）在加工过程产生的误差。

对以上原因采取如下措施：

（1）在总装预测尺寸时，没有把握情况下，在测出的尺寸基础上再（O.05-0.10）mm的余量，以防测量尺寸偏小产生废品；

（2）在加工时，注意力要集中，量具要准确，勤测尺寸，保证尺寸公差在0.01ram以内。

（3）在留余量0.1mm精磨时，先将工件温度凉至常温。然后将工作台面用油石修整平整，清洁干净，从而保证尺寸精度的稳定性。

3 加工工艺不合理，重复返修影响精度

以往静压板尺寸磨好，在总装时，因宽度不合适装不进去，增加了返修次数，所以，在加工静压板时应严格按图纸要求加工，宽度尺寸应略窄（1-2）mm为最佳。总装时，在粗磨之前，先试装，当宽度不合适就先修磨宽度，然后再磨削高度尺寸，避免静压板精磨后，重新修磨宽度尺寸，静压板发生变形，造成报废。

在粗加工时，先以铜面为基准，将铁面磨去总余量的三分之一，然后再磨平铜面，减小磨削生热变形。