车床导轨修磨技术的研究与开发★

高 沛， 吴维梁

（山西职业技术学院， 山西 太原 030006）

1 车床导轨磨损分析

车床导轨是车床在工作过程中的一个重要组件，在车床运行时刀架在导轨上往复运动，磨损在所难免。随着机床使用次数的增加，在横切面上的磨损程度会很严重，导致车床刀架发生偏移。使车床精度下降，大大降低了车床的工作效率与稳定性。

磨损情况不同对于加工过程中发生的精度变化各有不同，主要影响的方面有导轨材料、加工条件和加工负荷。在车床加工过程中磨损较为严重的就是车床的前导轨，尤其是在加工铸铁件等负荷较大的机械产品时[1-2]。

由于机床导轨磨损在加工过程中产生的影响，机床的重要技术指标都在发生着变化，主要是机床的精度、刚度和机床的稳定性。具有导向和承受载荷作用的机床导轨可以有效地校准刀架等机床部件，提高机床部件的位置准确性、精度与刚度等技术指标。

工作久的机床导轨磨损是正常情况，在机床的使用过程中出现这种情况要及时修正，减少因机床导轨磨损出现的精度下降等问题，这是大部分制造型企业需要解决的一项重要问题。

2 传统修磨导轨方法分析

目前导轨的传统修磨方法主要采用导轨磨床法和人工刮研法、精刨代法三种方法，通过近期对企业的走访调研，以上方法在应用中存在各种弊端。

导轨磨损以后，如果采用导轨磨床进行修磨，需要将车床导轨拆卸，使用导轨磨床进行磨削修正，导轨修磨完成以后，再次将导轨安装完成，安装以后需要对车床进行整体的调试，拆装过程工作量大，工人劳动强度大，周期长的缺点比较明显，通常情况下，如果完成一次修磨需要的时间在5～7 d，甚至更长的时间，严重影响企业的正常生产，而且整个过程成本比较高，在现代生产技术下不能满足企业需求。

人工修磨导轨对机床的拆装比较简单，不需要对设备进行大的拆解，修磨时将车床托板拆下，技术工人通过纯手工的工艺对导轨进行刮研。由于人工作业，刀架的位置可以划走进行导轨的处理，省去了拆装机床的步骤，在刮研的过程中产生摩擦热量也比导轨磨床产生的热量少。

但是导轨的平整度取决于工作人员的技术及经验，遇到硬度比较大的导轨刮研法的效率就不是很高了[3-4]。

目前，大型制造企业使用精刨代替刮研来修复磨损的机床导轨，这是一种采用硬质合金的窄刃精刨刀修磨机床导轨的新工艺方法。要修复导轨面必须进行车床部件的拆装，然后用大型的磨床设备进行精刨加工，对中小型企业来说可谓是费工费力。尤其是在精刨过程中很容易对车床导轨造成不可修复的破坏，或者大型设备的重量造成车床导轨的变形等。

3 导轨修磨机构

本导轨修磨机构基于卧式车床导轨（见图1）进行修磨技术的研究。普通卧式车床导轨有两组，分别是刀架导轨和尾座导轨。一般情况下尾座导轨磨损情况较轻，刀架导轨磨损比较严重。刀架在工作过程中往复运动，与刀架导轨摩擦而产生磨损，尤其是在工作环境较差的情况下，机床产生的切削屑附着在导轨上，不及时清理会加速导轨的磨损程度。此导轨修磨机构是采用车床尾座导轨作为基座，因尾座导轨平时使用频率比较低，维护正常的情况下，尾座导轨通常是不易磨损的，所以选择尾座导轨作为基座，在尾座导轨上安装托板（见图2），托板由伺服电机（见图3）进行，托板上安装由伺服电机驱动的变角度自动磨头对机床的梯形导轨和平导轨进行修磨（见图4）。

图1 卧式车床导轨

图2 尾座导轨托板

图3 伺服电机位置

图4 导轨修磨机构

合理利用车床机构就地取材，以尾座导轨作为基座，可以体显稳定性好、便于安装的优点，同时机构整体在车床上安装拆卸方便，适用于同一型号的不同车床的使用，提高了重复利用度。导轨修磨机构的使用不需要对车床本身的任何主题部件进行拆装，省去了机床拆卸、安装、调试的环节，没有对工人劳动强度和手工技术的要求。

在具体的导轨修复过程中（见图5），要将车床的尾座拆除，使用电动磨头，以托板为依托，以尾座导轨承座为基准，然后自动磨头固定在托板上，对导轨面进行磨削，直至达到行业标准，继而停止对车床导轨的修复。磨头可根据需要调整角度，根据调整角度的需要，在托板上安装刻度盘。

修复卧式车床导轨时，由于磨头打磨导轨会发生震动，所以磨头的固定显得极其重要，防止在打磨时磨头出现松动，导致导轨的受损。需要强调的是磨头所处的位置一定要易于调节，保证修复过程有效。

图5 导轨修复过程

卧式车床修复导轨的工作过程可以分为粗修复和精修复，也就是说对车床导轨进行粗加工和精加工。粗加工时加工导轨磨损的凸起高处进行加工，对导轨磨损的凹回地处进行精加工。修复粗加工时要给导轨精加工留有一定的加工余量，使加工过程更加的精确[5-7]。

4 车床导轨修复后期处理措施

修复完成后的卧式车床导轨要通过具体的工作状态进行后期的处理，对修复完成的车床导轨还要进行淬火处理，淬火处理重点在新加工修复的导轨面上。经过淬火处理的导轨硬度得到增强。车床导轨的淬火工艺使用电接触的方法，使导轨加热达到淬火增加硬度的目的。这种淬火工艺较为简单，在中小型企业中应用广泛。