葉世良 王建宇

摘 要： 在重型臥式車床中，床身是個非常重要的大件結(jié)構(gòu)，它不僅是加工零件的安裝基礎(chǔ)，承受工件的全部工作載荷，同時也是重型臥式車床的基本支承件，支承各主要部件并使它們在工作時保持準(zhǔn)確的相對位置，其加工精度直接影響著機床的整體精度，因此，床身這個大件結(jié)構(gòu)的制造工藝在機床設(shè)計過程中必須加以考慮。

關(guān)鍵詞： 重型機床床身;機床床身加工工藝

1 重型機床超長床身的結(jié)構(gòu)特點及精度要求

1.1重型機床超長床身的特點

重型機床的超長床身一般總長度在20m以上，從鑄造、加工、起吊、運輸?shù)雀鞣矫嬉蛩貋砜紤]，往往采用的是分段加工、裝配拼接的結(jié)構(gòu)方式。重型機床床身具有靜剛度高、動剛度好、導(dǎo)軌的受力合理，耐磨性良好、溫度分布合理、精度穩(wěn)定性好的特點。

1.2 重型機床床身的材料及結(jié)構(gòu)

重型機床超長床身的材料上選用優(yōu)質(zhì)細膩的灰口鑄鐵HT200-HT300，抗拉抗彎強度更高。

在床身的結(jié)構(gòu)上，為了提高剛度及承載能力，重型機床床身主要采取框架式結(jié)構(gòu)，而機床導(dǎo)軌也采取了承載能力較強的矩形導(dǎo)軌。由于機床床身內(nèi)部筋板的結(jié)構(gòu)和布局方式直接影響著床身的動靜態(tài)性能，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要作好床身的動靜態(tài)剛性分析。在結(jié)構(gòu)圖中，1面為床身底面。2為床身的螺釘連接孔，用于床身與地角螺釘?shù)倪B接。3面為床身主導(dǎo)軌的正導(dǎo)軌面，在床身的運行中起水平方向?qū)蚝投ㄎ坏淖饔?，直接影響著機床加工的平面度。4面是床身主導(dǎo)軌的側(cè)導(dǎo)軌面，在床身的運行中起側(cè)向?qū)蚝投ㄎ坏淖饔茫苯佑绊懼鴻C床加工的直線度。3、4面均為床身的基準(zhǔn)面，其余導(dǎo)軌面的加工均以它們作為基準(zhǔn)。5面為齒條的安裝基準(zhǔn)面。6、7面為床身導(dǎo)軌壓板面，主要精度是在全長上保證與3面的平行度。另外每段床身的端面精加工后均要求與3面垂直，確保拼合后整體精度的保證，每段床身的一端頭均設(shè)計有定位鍵槽，用來保證超長床身拆卸后裝配時的定位與加工時一致，從而保證加工、裝配精度的一致性與穩(wěn)定性。

1.3 重型機床超長床身的精度要求

重型機床床身的主要精度在正導(dǎo)軌的直線度以及其余各導(dǎo)軌與正導(dǎo)軌的平行度、垂直度。

2 超長床身的加工原則

重型機床超長床身的加工分為粗、半精、精加工工序。床身的粗、半精加工為單段加工，精加工是將床身整體臨床拼接裝卡后一次加工。粗加工的主要目是去除余量，對加工精度沒有嚴(yán)格要求，追求的是加工效率。由于重型機床床身外形尺寸較大，且需要切削加工的面較多，各面的切削余量也較大，因此需要切除的金屬量較多，必須選用高剛性、大功率的機床采用大進給、大切削量來加工，以盡量減少切削時間。粗加工設(shè)備的選型只要滿足上述要求并具有單段床身加工能力即可。為了提高粗加工的效率，加工時應(yīng)遵循以下原則：

（1）選用高切削效率、高復(fù)合型、高剛性的機床，這是提高切削效率最主要也是最重要的措施，盡可能在一次裝卡中就將所有需要粗加工的部位加工至工藝要求;

（2）根據(jù)加工條件盡可能采用高效、合理的切削刀具及切削用量。

（3）選用簡單可靠的裝卡方法。裝卡方式的好壞直接影響加工過程的穩(wěn)定性。裝卡穩(wěn)定時，不但可以大大減少切削過程中的振動，同時也可適當(dāng)提高刀具的切削用量，避免切削過程中工件發(fā)生移位等。

床身半精加工的主要目的是進一步去除加工余量，同時對粗加工的加工誤差進行修正，為精加工打下良好的基礎(chǔ)。半精加工序中經(jīng)常有部分內(nèi)容要加工至設(shè)計要求，例如床身的結(jié)合端面在半精加工中要完成，需要按照床身導(dǎo)軌找正后精加工保證垂直。半精加工中的精度要求不會很高，要求嚴(yán)格的精度都是在最后精加工中保證的，所以一般半精加工設(shè)備可以與粗加工設(shè)備相同。床身的精加工是在多段床身拼接后進行的，分為半精加工和精加工。半精加工主要是將拼合后的多段床身余量修至一致，為精加工作準(zhǔn)備，每次加工深度為0.5mm，留精加工余量1mm。精加工的主要目的是為了保證最終加工精度，為了保證加工精度及穩(wěn)定性，精加工時要求超長床身必須在自然狀態(tài)下加工，且每次加工深度不宜太大，一般為0.2～0.3mm，目的是為了防止產(chǎn)生加工應(yīng)力影響最終精度的穩(wěn)定性，最后光刀的切削深度為0.1mm，減小刀片的磨損，保證床身導(dǎo)軌的高直線度和粗糙度要求。精加工設(shè)備的選型對于超長床身的加工至關(guān)重要，因為它直接關(guān)系到零件的最終加工精度。超長床身的精加工一般應(yīng)遵循以下原則：

（1）選用高精度、高穩(wěn)定性的機床。在精加工過程中，精度是判斷工件是否完成加工的唯一依據(jù)，而床身導(dǎo)軌形位公差的檢測和修正占用了精加工大量的時間，若所選用的機床精度很高，則工件可以一次加工到位而無需進行多次檢測和修正，提高了生產(chǎn)效率;

（2）選擇高效、可靠的裝卡方法。超長床身拼合后總長度很大，在一次裝卡下加工時會因自重原因產(chǎn)生變形，加工精度及穩(wěn)定性難以保證，必須采用合理、可靠的裝卡方法，保證超長床身的精加工在自然狀態(tài)下進行，未發(fā)生強壓變形的現(xiàn)象，才能保證最終的制造精度;

（3）要消除機床的熱變形對加工精度的影響。由于超長床身的加工行程較長，加工中機床主軸的發(fā)熱會對加工精度造成很大的影響，需要保證加工過程中主軸發(fā)熱的穩(wěn)定性;

（4）加強對機床精度的維護。在不影響生產(chǎn)計劃的前提下，每年進行兩次機床的精度、液壓系統(tǒng)調(diào)試，以保持機床的精度;

（5）工件的剛性對加工精度有較大的影響，在加工過程中應(yīng)根據(jù)實際的加工狀況選用合適的刀具，并改變主軸轉(zhuǎn)速以消除振動現(xiàn)象。

結(jié)論

本文主要對重型機床超長床身的材料、結(jié)構(gòu)特點和精度要求進行了分析，提出了超長床身的加工原則。為其他機床床身的加工給出了借鑒的意義。

參考文獻

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