提高橫梁導(dǎo)軌使用壽命的方法

■齊重?cái)?shù)控裝備股份有限公司（黑龍江齊齊哈爾 161005）王祎凱

提高橫梁導(dǎo)軌使用壽命，除合理的選擇導(dǎo)軌摩擦副及橫梁截面外，下面介紹的方法可供參考。

1.在橫梁上裝有刀架重量卸荷梁

刀架重量全部由橫梁導(dǎo)軌承受，將使橫梁導(dǎo)軌產(chǎn)生變形，該變形過大會(huì)影響機(jī)床有關(guān)項(xiàng)幾何精度，并會(huì)增加磨損而影響橫梁導(dǎo)軌精度的保持時(shí)間。德國Schiess-Froriep公司32DZ雙柱數(shù)控立式車床橫梁裝有卸荷梁。

卸荷梁以橫梁兩端兩點(diǎn)連接在橫梁上，裝在刀架上的滾輪，由于蝶形彈簧的作用，滾動(dòng)始終與卸荷梁接觸，并用蝶形彈簧調(diào)節(jié)卸荷力。因此，刀架部分重量作用在卸荷梁上，而橫梁導(dǎo)軌上受力較小。當(dāng)?shù)都苡捎蚁蜃笠苿?dòng)最大行程時(shí)，橫梁下部變形量為0.005 mm，橫梁上部變形量為2 mm（下移）。

C H5240型數(shù)控雙柱車削中心橫梁上裝有類似卸荷梁裝置，取得一定效果。當(dāng)采用卸荷梁裝置時(shí)，計(jì)算橫梁變形公式中的GC應(yīng)減去卸荷值，一般可用（0.5～0.6）GC代入。采用刀架重量卸荷梁減少了橫梁導(dǎo)軌的變形值，并減少導(dǎo)軌面的壓力，提高了導(dǎo)軌的使用壽命。

2.橫梁變形的補(bǔ)償方法

（1）橫梁的彎曲變形。由于橫梁的自重和刀架重量是橫梁產(chǎn)生彎曲變形，多采用對(duì)承重面加工為逐步變化的凸形。例如CK52100×50/150橫梁自重變形為0.16 mm，當(dāng)垂直刀架重20 t放置橫梁中部產(chǎn)生變形為0.20 mm，即共0.36 mm。采取使承壓面精銑時(shí)逐步凸起，最大凸起值為0.35 mm。使橫梁精度達(dá)到要求。

（2）橫梁導(dǎo)軌的扭矩變形。由于刀架重量及切削力的作用，多數(shù)橫梁導(dǎo)軌產(chǎn)生扭矩變形，表現(xiàn)垂直導(dǎo)軌上部向前位移，下部向后位移。為解決此問題，德國濟(jì)根公司產(chǎn)龍門鏜銑床工作臺(tái)尺寸3200 mm×14700 mm橫梁的調(diào)整扭轉(zhuǎn)變形結(jié)構(gòu)如附圖所示。在橫梁上部位裝調(diào)整板1，用13個(gè)螺釘固定，每一個(gè)螺釘裝一個(gè)環(huán)形墊2。下部裝調(diào)整板3，用13個(gè)螺釘固定，每一個(gè)螺釘裝一個(gè)環(huán)形墊4。利用不同尺寸墊2調(diào)整橫梁上導(dǎo)軌向后傾斜，利用不同尺寸墊4調(diào)整下導(dǎo)軌向前傾斜，達(dá)到平衡橫梁上下導(dǎo)軌的扭轉(zhuǎn)變形。該結(jié)構(gòu)已廣泛應(yīng)用到大于φ6300 mm立車橫梁上。

橫梁的調(diào)整扭轉(zhuǎn)變形結(jié)構(gòu)圖

（3）C5363C單柱移動(dòng)立式車床垂直刀架水平移動(dòng)對(duì)工作臺(tái)平行度實(shí)測(cè)結(jié)果，呈逐漸上升趨勢(shì)。該項(xiàng)精度原國家標(biāo)準(zhǔn)公差0.20 mm，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)：普遍在1000 mm上測(cè)量長度上公差0.03 mm，數(shù)控立車在1000 mm上測(cè)量長度上公差0.02 mm。對(duì)于數(shù)控立車可采用數(shù)控系統(tǒng)垂度補(bǔ)償方法達(dá)到要求。對(duì)于普通立車應(yīng)設(shè)計(jì)可調(diào)整主梁導(dǎo)軌精度的結(jié)構(gòu)。在主梁與輔梁之間有多個(gè)調(diào)整點(diǎn)，每個(gè)調(diào)整點(diǎn)用螺釘調(diào)整主梁導(dǎo)軌上下、前后精度，從而達(dá)到要求。

（4）橫梁增加平衡裝置。對(duì)于大規(guī)格如SMVT1600數(shù)控單柱移動(dòng)立式車床的橫梁僅采用上述結(jié)構(gòu)調(diào)整橫梁導(dǎo)軌精度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求（垂直刀架水平移動(dòng)對(duì)工作臺(tái)平行度0.02 mm/1000 mm）是很困難的。為徹底解決該問題對(duì)大規(guī)格數(shù)控單柱移動(dòng)立式車床，在橫梁左端增加平衡橫梁和垂直刀架重量的平衡裝置，現(xiàn)采用金屬重錘平衡結(jié)構(gòu)。由于裝有平衡結(jié)構(gòu)，除解決橫梁水平導(dǎo)軌精度外，還有利于橫梁升降平穩(wěn)，并減少升降螺母絲杠傳動(dòng)副的發(fā)熱和升降電動(dòng)機(jī)功率。

（5）橫梁升降采用單絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。普通型單柱立式車床和單柱移動(dòng)立式車床多數(shù)采用單絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。采用這類傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，則橫梁夾緊力除滿足橫梁自身水平精度的要求。橫梁夾緊點(diǎn)的布局與橫梁的升降采用的傳動(dòng)方式有關(guān)，對(duì)于橫梁升降采用雙絲杠傳動(dòng)方式時(shí)，通常要求在橫梁后面布局夾緊點(diǎn)，一般上部夾緊點(diǎn)多于下部的夾緊點(diǎn)，已平衡由于垂直刀架重量、橫梁自重及進(jìn)給箱重量等對(duì)X軸產(chǎn)生的顛覆力矩，并保證橫梁與立柱接觸面有最小比壓。但少數(shù)機(jī)床在采用雙絲杠傳動(dòng)方式，還在左右方向上增加少量的夾緊點(diǎn)。

3.減少橫梁下降時(shí)與立柱結(jié)合面間隙有效辦法

在橫梁與左、右立柱內(nèi)側(cè)的前后方向增加壓板是減少橫梁下降時(shí)與立柱結(jié)合面間隙有效辦法。

過去生產(chǎn)的雙柱立式車床的橫梁僅在左右立柱外側(cè)前后方向上設(shè)有導(dǎo)向壓板，內(nèi)側(cè)裝有夾緊結(jié)構(gòu)。當(dāng)橫梁下降時(shí)與立柱結(jié)合普遍存在較大的間隙，如對(duì)3臺(tái)C5225E進(jìn)行測(cè)量其間隙為0.12～0.13 mm，大規(guī)格的雙柱立車這項(xiàng)間隙值更大。

現(xiàn)生產(chǎn)的雙柱立車的橫梁在左右立柱內(nèi)側(cè)前后方向上、下夾緊點(diǎn)間增加導(dǎo)向壓板，則大幅度減少橫梁與立柱導(dǎo)軌結(jié)合面的間隙，并提高了橫梁升降導(dǎo)軌的使用壽命和減少升降電動(dòng)機(jī)功率。

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