提高横梁导轨使用寿命的方法

2014-12-02齐重数控装备股份有限公司黑龙江齐齐哈尔161005王祎凯

金属加工(冷加工) 2014年22期

■齐重数控装备股份有限公司（黑龙江齐齐哈尔 161005）王祎凯

提高横梁导轨使用寿命，除合理的选择导轨摩擦副及横梁截面外，下面介绍的方法可供参考。

1.在横梁上装有刀架重量卸荷梁

刀架重量全部由横梁导轨承受，将使横梁导轨产生变形，该变形过大会影响机床有关项几何精度，并会增加磨损而影响横梁导轨精度的保持时间。德国Schiess-Froriep公司32DZ双柱数控立式车床横梁装有卸荷梁。

卸荷梁以横梁两端两点连接在横梁上，装在刀架上的滚轮，由于蝶形弹簧的作用，滚动始终与卸荷梁接触，并用蝶形弹簧调节卸荷力。因此，刀架部分重量作用在卸荷梁上，而横梁导轨上受力较小。当刀架由右向左移动最大行程时，横梁下部变形量为0.005 mm，横梁上部变形量为2 mm（下移）。

C H5240型数控双柱车削中心横梁上装有类似卸荷梁装置，取得一定效果。当采用卸荷梁装置时，计算横梁变形公式中的GC应减去卸荷值，一般可用（0.5～0.6）GC代入。采用刀架重量卸荷梁减少了横梁导轨的变形值，并减少导轨面的压力，提高了导轨的使用寿命。

2.横梁变形的补偿方法

（1）横梁的弯曲变形。由于横梁的自重和刀架重量是横梁产生弯曲变形，多采用对承重面加工为逐步变化的凸形。例如CK52100×50/150横梁自重变形为0.16 mm，当垂直刀架重20 t放置横梁中部产生变形为0.20 mm，即共0.36 mm。采取使承压面精铣时逐步凸起，最大凸起值为0.35 mm。使横梁精度达到要求。

（2）横梁导轨的扭矩变形。由于刀架重量及切削力的作用，多数横梁导轨产生扭矩变形，表现垂直导轨上部向前位移，下部向后位移。为解决此问题，德国济根公司产龙门镗铣床工作台尺寸3200 mm×14700 mm横梁的调整扭转变形结构如附图所示。在横梁上部位装调整板1，用13个螺钉固定，每一个螺钉装一个环形垫2。下部装调整板3，用13个螺钉固定，每一个螺钉装一个环形垫4。利用不同尺寸垫2调整横梁上导轨向后倾斜，利用不同尺寸垫4调整下导轨向前倾斜，达到平衡横梁上下导轨的扭转变形。该结构已广泛应用到大于φ6300 mm立车横梁上。

横梁的调整扭转变形结构图

（3）C5363C单柱移动立式车床垂直刀架水平移动对工作台平行度实测结果，呈逐渐上升趋势。该项精度原国家标准公差0.20 mm，现行标准：普遍在1000 mm上测量长度上公差0.03 mm，数控立车在1000 mm上测量长度上公差0.02 mm。对于数控立车可采用数控系统垂度补偿方法达到要求。对于普通立车应设计可调整主梁导轨精度的结构。在主梁与辅梁之间有多个调整点，每个调整点用螺钉调整主梁导轨上下、前后精度，从而达到要求。

（4）横梁增加平衡装置。对于大规格如SMVT1600数控单柱移动立式车床的横梁仅采用上述结构调整横梁导轨精度达到标准要求（垂直刀架水平移动对工作台平行度0.02 mm/1000 mm）是很困难的。为彻底解决该问题对大规格数控单柱移动立式车床，在横梁左端增加平衡横梁和垂直刀架重量的平衡装置，现采用金属重锤平衡结构。由于装有平衡结构，除解决横梁水平导轨精度外，还有利于横梁升降平稳，并减少升降螺母丝杠传动副的发热和升降电动机功率。

（5）横梁升降采用单丝杠传动机构。普通型单柱立式车床和单柱移动立式车床多数采用单丝杠传动机构。采用这类传动机构，则横梁夹紧力除满足横梁自身水平精度的要求。横梁夹紧点的布局与横梁的升降采用的传动方式有关，对于横梁升降采用双丝杠传动方式时，通常要求在横梁后面布局夹紧点，一般上部夹紧点多于下部的夹紧点，已平衡由于垂直刀架重量、横梁自重及进给箱重量等对X轴产生的颠覆力矩，并保证横梁与立柱接触面有最小比压。但少数机床在采用双丝杠传动方式，还在左右方向上增加少量的夹紧点。