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數（shù）控機床滾滑複合導軌磨損修複與精度調試方法

2021-7-2 來源：昌河飛機工業（集團）有（yǒu）限責任公司　作者：呂輝

摘要：探討數控機床導軌在實際維（wéi）修過程中，滾滑導軌的磨損修（xiū）複（fù）及精度調整方法。

關鍵詞：滾滑複合導軌；磨損修複；精度調（diào）試；維修

隨著數控機床的發展，應對高速重載工作條件的能力越來（lái）越受到重（chóng）視（shì）。傳統的滾動導軌和滑動導軌由於（yú）自身特性，不能獨立應對這樣的工作條件，因此產生了以滾（gǔn）動與滑動相結合的複合導軌（guǐ）。為使導軌係統達到誤差相（xiàng）互補償的效果，根據（jù）機床（chuáng）的載荷特點，采用滾滑複合導軌，即滾動導軌單元與貼塑導軌並用的方（fāng）法。其優點是摩擦因數較小，具有（yǒu）低慣性和高速響應（yīng）性能，運動輕便靈活，低速運動平穩性好，位移精度和定位精度高。但即使是滾滑（huá）導軌的組合形（xíng）式，依然會存（cún）在疲勞磨（mó）損（sǔn）現象。如何（hé）修複數控機床滾（gǔn）滑（huá）複合導軌磨（mó）損是設備維修中的一大難題。

1、滾滑複合導軌（guǐ）工作原理及故障分析

由桂林機床股份有限公（gōng）司（sī）生產的XH2312型三坐標龍門加工中心，采用由滾動導軌與貼塑滑動導軌相結合（hé）的滾滑複合導（dǎo）軌（見圖1）。在鑄鐵矩形導軌麵內側鑲嵌鋼條，搭配直線循環滾子軸承，實現（xiàn）滾動摩擦，從而減小摩擦力，使工作台以滑（huá）動摩擦與滾動摩擦相結合（hé）的形式在導軌上移動。鑲鋼條是合金鋼淬硬後進行磨（mó）削得到的，硬度在60H R C以上，鋼條表麵存在淬火層（céng），在（zài）一（yī）定的磨損量之後，淬火層出現大量裂紋，機床工作台出現遲滯、爬行現象，需及時更換（huàn）滾（gǔn）動導軌鑲鋼條與滑動導軌軟帶，並保證其各個平麵（miàn）的精度。

圖一滾滑複合導軌

2、滾動導軌鑲鋼條更換（huàn）

在（zài）拆卸（xiè）機床外圍防護罩及工作台導軌防護罩之後，鑄鐵（tiě）導軌兩邊內側皆鑲嵌一條鋼導（dǎo）軌，每條鋼導（dǎo）軌由10根鋼條拚接而成，用螺絲固定在鑄鐵底座上，螺絲（sī）孔則被銅堵頭堵住。要拆卸鋼（gāng）首先要將銅堵頭拔出來，拆卸銅堵頭的步驟分為：①在銅堵頭中心的位（wèi）置鑽一個φ5mm的（de）中心孔（kǒng）。②用φ6mm的絲錐在鑽好的孔上攻螺紋。③將螺紋銷擰進（jìn）攻好的螺紋中，使用拔銷器慢慢地將銅堵頭往外（wài）拉。

使用以上方法，重複不斷地（dì）將兩側鑲鋼導軌條上的堵頭拆下來，每根含12個堵頭，一共240個頭（tóu）。堵頭拆掉之後，可以通過內六角螺母（mǔ）將緊固導軌的螺釘鬆將鋼條全部取出。拆卸下來的導軌鋼條，其表麵（miàn）存在大量的裂紋，此裂紋為（wéi）鋼條淬火熱處理（lǐ）過程（chéng）中形成的（de）滲氮層（céng），由於（yú）長期受力影響導致的（de）疲勞破裂，對（duì）導軌的使用有一定的影響。

3、滑動導軌（guǐ）軟帶更換

工作（zuò）台與鑄鐵導軌（guǐ）以滑動摩擦的（de）形式移動，在工作台與鑄鐵導軌之間有一（yī）層導軌軟帶（dài），作為滑動摩擦（cā）的介（jiè）質。工（gōng）作台與導軌的貼合麵需要進行刮研，並安裝新的（de）導軌軟帶。拆卸舊的導軌軟帶，將工作台背麵3個平麵刮研達到（dào）相應精度後，使用特殊的膠（jiāo）水安裝導軌軟帶。同時，檢查工作（zuò）台背麵4個角上的直線滾子軸承，通過仔細檢查發現4個直線滾子軸承狀態良好，在進行充分潤（rùn）滑保養後重新安裝。

4、滾滑組合導軌麵的精度保證

機床的滾滑複合導軌麵是設備（bèi）出廠（chǎng）前經過大型導（dǎo）軌磨（mó）一次性加工而（ér）成（chéng）。更換（huàn）的鑲鋼條在安裝後需對（duì）複合（hé）導軌麵再進行一次磨才能滿足（zú）導軌使用精（jīng）度要求。由於條件限製，我們並沒有使用軌磨等大型設備對更換後的複合（hé）導軌（guǐ）麵進行一次性加工，轉而采用修、磨、研及配等方式對鋼條及鑄鐵導軌麵進行調整，最終保證新（xīn）更換的鑲鋼條與鑄鐵導軌平麵度誤差（chà）＜0.01mm。

（1）測量各（gè）位置鑲鋼條安（ān）裝槽的深度尺寸

由於滾滑複合導軌表麵為整體（tǐ）加工成形，因此鋼條安裝時的安裝槽深度（dù）並（bìng）不規則，利用深度尺依（yī）次測量槽深，並取數值16.50mm作為參考，可直觀看（kàn）出左、右2條鑲鋼槽的深度變化（huà）（見（jiàn）表1）。由圖2、圖3可以看出，左、右2條鑲鋼槽平麵的大（dà）致形狀及最（zuì）低深度。可見，鑲（xiāng）鋼條的導軌槽並不是精度很高的平麵，鋼條鑲嵌完成後，需再進行一次整體磨削，從而保證滾滑導軌麵的平麵度。

表1 左、右2條鑲鋼槽的深度變化（單位：mm）

圖2 左側（cè）鑲鋼（gāng）槽深（shēn）度

圖3 右側鑲鋼條深度

（ 2 ）鑲鋼導軌（guǐ）槽、鑄鐵（tiě）導軌及工作台背部貼合麵的刮研

在無法（fǎ）使用大型導軌磨等設備的時（shí）候，如何保證新安裝的鑲鋼條表麵與鑄鐵導軌表麵在同一水（shuǐ）平麵，困擾我們多時。若按照鑲鋼槽不規則深（shēn）度（dù）進行配比，研磨鋼條使每根（gēn）鋼條達到與每（měi）個槽前後（hòu）深（shēn）度數值（zhí）一樣，而保證鑲鋼導軌（guǐ）麵與鑄鐵（tiě）導軌麵平麵精（jīng）度＜0.01m m，此方法不僅工作量非常大，而且也無法（fǎ）保證導軌麵的精度。因此，最終我們決定（dìng）對鑲鋼槽進行人工刮研，保證每一條鋼槽的底麵平麵（miàn）度（dù）誤差＜0.01mm。由圖2、圖3可看出，左、右兩條（tiáo）鑲鋼槽的最低深度都接（jiē）近16.90mm，刮研鑲鋼槽則以16.90mm數值為標準，要求刮研後2條鑲鋼槽的平麵精度≤ 0.01mm。

同時，要保證鑲鋼槽與鑄（zhù）鐵導軌表麵的平行度，鑄鐵（tiě）導軌也需要進行研磨修配（pèi），此鑄鐵導軌為組合矩（jǔ）形導軌，因（yīn）此矩形導（dǎo）軌的上麵、側麵和（hé）底麵3個外表麵（miàn）也需要同（tóng）時進行刮研、研磨，以保證導軌的垂直度、平行度等誤差。刮研後，所有刮研的平麵（miàn）需保證平麵（miàn）度誤差在0.01m m以內；鑲鋼導軌槽與輔助導軌上平麵需保證平行，平（píng）行度（dù）誤（wù）差在0.02m m以內（nèi）；輔助導軌上平麵與下平麵需保證（zhèng）平行（háng），平行度誤差在0.02m m以內；工作台與導軌（guǐ）貼合的3個麵平行度誤差保證在0.02mm以內；工作台在XY平麵內X方向的直線度保證在0.02m m以內。

（ 3 ）鑲鋼條的修磨及安裝

經過測量，新的鋼條厚度標準為17.00mm，誤差在±0.1mm以內，需經過（guò）平（píng）麵（miàn）磨床進行加工，從而得到厚度一致的鑲鋼（gāng）條。依據鑲鋼槽（cáo）的（de）刮研標準，鋼條厚度需保證在16.90mm，精度保證在±0.005mm以內。當鑲鋼導軌高於鑄鐵導軌較多時，工作台全（quán）部的載荷落於鋼導軌上，易損壞（huài）工作台背麵的直線循環滾子軸（zhóu）承，鋼導軌表麵易劃傷、破損；當鑲鋼導軌低於鑄鐵導軌時，則主要受力為（wéi）滑動摩擦，此時滾子軸承無法起到（dào）減小摩擦力、提升（shēng）運動性（xìng）能的作用。經過修磨後的鋼條（tiáo）安裝在導軌槽內之後，經測量，整個（gè）複合導軌麵的平麵（miàn）精度保證在0.01mm以內。

5、結語

滾（gǔn）滑（huá）複合導軌是數控機（jī）床導軌應用中重要的方（fāng）式。通過刮研、研磨、調配及更換等實現導軌磨損的修複及精度保證，使得因（yīn）磨損導致的工（gōng）作台遲滯、爬行現象（xiàng）得到（dào）有效（xiào）解決，為各類機床滾滑複合導軌的修複（fù）提供經驗借鑒。

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