前言

      隨著國內軍工、航（háng）天、電力、風能（néng）、船舶等行業的快速發（fā）展，很多的零件都趨向於大型化零件，並且（qiě）要求（qiú）高質（zhì）量（liàng）、高生產效（xiào）率（lǜ）加工的需求越來越來迫切。在科技日益飛速（sù）發展的（de）今天我（wǒ）廠根據現在（zài）船舶（bó）工業的需要自（zì）主開發了大型①HTM125係列臥式曲軸車銑數控機床。這種機床能夠對電機（jī）轉子、氣輪機轉（zhuǎn）子、軋輥、曲軸等精度高、工序（xù）多、形（xíng）狀複雜的回轉體的機械加工。五軸四聯動的功能，可以節省工藝裝備、縮短生產準（zhǔn）備（bèi）周（zhōu）期（qī）、保證（zhèng）零（líng）件加工質量、提高生產效率，機床加（jiā）工精度和生產效率是考核機床的兩個重要指標，它取決於機床的（de）靜（jìng）態特性和動態特性（xìng）。在加工（gōng）過程中，機床主軸的回轉精（jīng）度和刀具運動直線性（xìng）精度決定被加（jiā）工零（líng）件的形狀精度和尺（chǐ）寸精度。零件的尺寸精（jīng）度在於對加工（gōng）刀具的調整，零件的（de）形（xíng）狀精度取決於機床床（chuáng）身的精度，而機床的床身是整個機（jī）床的基準，它的精度（dù）決（jué）定了機床精度。本文根據床身的結構（gòu）特點以及公司現有設備的資源，充分分析了床身的幾（jǐ）個（gè）加工難題，針對這幾（jǐ）個（gè）難題，我們充分利用新的技術理念，利用（yòng）有限的資源與設備完成了這種對接床身的加工。這種機床床身是由兩段床身對接而成的,前段（duàn）床身全長10.1米，後段床身全長是6米，兩段床身全長（zhǎng）是16.1米。床身的滑動導軌麵（miàn）與水（shuǐ）平麵成30°與第一主軸箱和第二（èr）主軸箱（xiāng）配合的淬火導軌，床身上麵和後麵（miàn）的滾動導軌與可移動的立柱的滾動導軌配合，兩段床身對接的方式是采用螺栓和鑲條配合。床身（shēn）的截麵圖見圖一。 

      下（xià）麵是重點研究的幾個技術難點和解決方案。

      一、研究導軌淬火前各段導軌的加工根據（jù）床身的結構特點，在進行淬火前的工序床（chuáng）身在淬火前分為粗加（jiā）工、振動時效處理、半精加工。粗加工（gōng）是為了去除床身上大量（liàng）的加工餘量並且給後序加工留出足夠的半精加工和精（jīng）加工餘量；振動時效處（chù）理是（shì）為了床身釋放加工應力、熱應力（lì）和因為裝夾給床（chuáng）身帶來的（de）變形應（yīng）力；半（bàn）精加工是為了給後序的精加工留出加（jiā）工餘量（liàng）和床身的仿形量。

      二、研究導軌淬火變形量，以便（biàn）淬火前導軌（guǐ）加工采取措施，彌補淬火變形從床身的結構特點可以看（kàn）出，這種（zhǒng）床身結構屬於（yú）細長的床身，長度和截麵（miàn）比是比較大的，而且這種床身在淬火的時候很容易變（biàn）形，為了保證床身在淬火後能夠有合理正確（què）的幾何（hé）形狀和床身導軌麵有相應（yīng）的（de）淬火層厚度，在半（bàn）精加（jiā）工的時候需要（yào）對床（chuáng）身進行仿形（xíng）加工。根據（jù）以往對（duì）類似床身的加工，在這次加工中對床身在兩個方向上進行了仿形處理。一個是在基準麵B方向上和（hé）與基準B麵平行的（de）立麵進行了仿（fǎng）形處理，另一個（gè）是在（zài）基準A麵和C麵方向上進行了仿形處理。基準B麵上的仿形量根據床身的長度10.1米（mǐ）的床（chuáng）身仿形量為3mm,基準A麵和C麵的仿形（xíng）量為2mm。床身導軌留量仿形圖如圖二所示。床身長度為6米（mǐ）基準B麵的仿形量為2mm,基準A麵和C麵的仿形量為1mm。根據這樣的仿形量進行淬火處理後床身導軌在淬火後半精加工檢測的時候床身導軌在基準B麵方向上的誤差在0.5mm，基準A麵和C麵的誤差為（wéi）0.2mm。

      三、研究（jiū）淬火導軌精（jīng）磨前各段淬火導（dǎo）軌的一致性（xìng）加工

      各段床身淬火後需要對床身淬火導軌進行二次加工，去（qù）除多（duō）餘（yú）的留量，因為對床身進行了淬火處理（lǐ），普通的（de）加工刀具無法加工淬火後的床身，經過和山高刀具廠（chǎng）進行聯係之後，采用了能夠切削淬應（yīng）件的CBN陶瓷（cí）刀片對床身進行加工。那麽加工後的導軌尺寸的（de）一致性？在加工時采取了基準一致的原則來保證兩段床身淬火導（dǎo）軌截麵的（de）一（yī）致性。基準一致原則就是以床身淬火（huǒ）導（dǎo）軌的（de）一個平麵（miàn）為基準，在（zài）加工（gōng）其它平麵的時，所有的尺寸都是以（yǐ）這個麵（miàn）為坐標基準。

      四、研究淬火導軌精磨後各段導軌的形狀（zhuàng）位置精度及尺寸精度

      由於受設備影響，各床（chuáng）身淬火導軌精磨（mó）隻能采取分段加工，因此必須保證床身各段淬火導軌精磨後形（xíng）狀位置精度及尺寸精度的一致性，為導軌對接（jiē）打下基礎。在對床身淬火導（dǎo）軌精加工（gōng）是還是采用基準一致性（xìng）的原則，但是這個（gè）基（jī）準一致性原則（zé）和淬火前半精加工是不一樣的。精加工基準一致性的原則是這樣的（de），首先將（jiāng）需要加工的床身安裝在導軌磨床上並找正到0.02mm以內，然後將（jiāng）一（yī）個與床身（shēn）截（jié）麵尺（chǐ）寸相（xiàng）差0.05mm的樣板（bǎn）段同樣（yàng）安（ān）裝（zhuāng）到機床上，磨床根據樣板段的（de）尺寸來磨削床身導軌麵，這樣（yàng）就能夠保證床身前段（duàn）、後段的幾何形狀和尺寸精（jīng）度。

      五、研究淬火導軌（guǐ）對接後的形狀位置（zhì）精度（dù）

      床身（shēn）淬火導軌進行精加工後，如何對接才能夠保證床身的整體精度？要保證對接後的精度首先要對床身的對接端麵進（jìn）行精（jīng）加工，保（bǎo）證淬火導軌與床身對（duì）接端麵（miàn）的垂（chuí）直度之後兩段床身才能夠（gòu）進行對接。在對接時要對（duì）對接（jiē）端麵（miàn）根據測量的數據進行多次調整，直到對接後兩段床身的綜合直線度滿足要求為止，測量兩（liǎng）個床身淬火導軌麵的千分表使用（yòng）工裝，通過（guò）使用（yòng）工裝能夠觀測兩個床身相同導軌麵的誤差值，根據千分表的讀數調整對接麵的（de）鑲條，當床身兩個相同的導軌麵誤差在0.002-0.003範圍內就可以達到床身的（de）對接要（yào）求。兩（liǎng）個床身對接完成後，可以使用水平儀或者自準儀檢測（cè）對接完成的床身精（jīng）度。因為對接完成的床身兩段總長度為16.1米長，在進行數據測量的時候，設計了l=500mm的專用墊（diàn）塊測量采集（jí）數據。將采集的數據按（àn）照兩點連線的方法作圖對數據進行處（chù）理，首尾兩點的連線作為評定直線度誤（wù）差的理論直線，從曲線上找出最大正、負坐標值，取其絕對值之和，即為計算出對（duì）接（jiē）床身的直線度誤差。

      六、研究滾動直線導軌對（duì）接後的形狀位置精度

      在保（bǎo）證（zhèng）淬火導軌對（duì）接後的形狀位置精度基礎上，整體加工滾動直線導軌，確保滾動（dòng）直線（xiàn）導軌對接（jiē）後的形狀位置精度。根據我廠目前設備（bèi）資源，我們首先（xiān）對（duì）我（wǒ）廠本間（jiān）12米X2米數控機床的綜合直線性進行了調整，讓機床的精度滿足現在（zài）加工零件（jiàn）的需要。然（rán）後將兩段床身在機床上進行對接。調整好（hǎo）精度後對床身的滾動導軌進（jìn）行精加（jiā）工，因為機（jī）床加工行程的原因，無法將（jiāng）兩段床身同時加（jiā）工完成，可以（yǐ）先將10.1米的床身的滾動導軌加工完成，另外6米床身的滾動導軌加工一部分。這樣（yàng）就會給床身後段留下了加工基準，將10.1米床身卸（xiè）下之後可以（yǐ）繼續加工6米床（chuáng）身的滾動導（dǎo）軌。

      七、直線導軌螺紋孔和齒條螺紋孔間距的保證

      因為兩段床身的（de）全長為16.1米，而每條滾動導軌全長為8米長，所以在加工安裝螺紋（wén）孔時必（bì）須保證好兩段床身安裝螺紋孔距。那（nà）麽如何保證螺（luó）紋孔距呢？首先要加工完成床身前段上的螺紋孔，在床身後段上先加工出（chū）兩個螺紋底孔，這樣（yàng）在床身前段卸下之後加工床身後（hòu）段就有了（le）加（jiā）工的基準。對床身後段（duàn）進行重新裝夾找正進行加（jiā）工餘下（xià）的螺紋（wén）孔，齒條的螺紋孔加工方式和滾動導軌螺（luó）紋（wén）孔加工方式（shì）相（xiàng）同。