HZ-088CNC大型直线滚动导轨精密曲面成形数控磨床精密磨削工艺优化及应用研究
提高数控磨床加工精度的方法
提高数控磨床加工精度的方法数控磨床动态优化设计是提高机床加工精度的关键，外在的调整只是辅助而已。
精确的原始数控磨床的有限元模型包括联合表面的动态模型，它是基于具体的动态测试和理论分析的比较结果而建立的。
应用敏感性分析方法来优化部件的加强筋的布局和参数。
应用模态频率分离技术使主要部件的频率相互分离，并优化主要部件的结构。
动态优化设计的结果表明新数控磨床的一阶固有频率比原来提高了17％，而磨床头架和工件之间的相对振动位移相应减少了10％。
磨削振纹消除了，加工精度大大提高了。
动态优化设计是提高机床加工精度的关键问题。
目前的机床制造企业在开发新的机床时倾向于采用经验，类比和静态设计等方法。
简单的力学计算是优化部件的强度，刚度和振动稳定性的主要方法。
几乎没有引进先进的动态设计技术和动态优化软件。
所以很难实现轻重量设计、获得高精度。
由于振动稳定性和主轴系统的热变形等各种影响因素，高速机床更难提高加工精度。
这篇文章用了计算机模拟和分析的方式研究机床设计的动态优化方法。
首先建立有限元模型，用动态测试结果修改理论有限元模型，以提高模型精度。
第二，用灵敏度分析方法优化部件加强筋的布局和参数。
第三，应用模态频率分离技术使主要部件的频率相互分离，并优化主要部件的结构。
最后，达到整个数控磨床机床的动态优化目标。
富信成-哈特曼公司创立于2000年，专业从事磨床机械的研发与制造。
由于引进日本和台湾精湛制造技术，生产效率高，使得本公司成为磨床机械界后起之秀。
目前本公司生产的高精度无心磨床,CNC外圆磨床,高精度外圆磨床,数控外径研磨机,数控无心磨床，高精密平面磨床，高精密数控内圆磨床，高精密数控复合磨床等产品，品质已居同行最佳之林，致力打造中国磨床机械制造业第一品牌。
哈特曼身为基础工业，兢兢业业为业界以最理想的价格提供最精良的机械加工设备，以其能提升整体业界品质，让中国的机械设备，模具零件，机械加工业得以超越发展。
导轨磨床中切削参数优化与工艺规律分析
导轨磨床中切削参数优化与工艺规律分析导轨磨床是机械制造领域中的一种重要设备，其主要用于对导轨的高精度磨削加工。
在导轨磨削过程中，切削参数的选择对于加工效率和加工质量起着至关重要的作用。
本文将对导轨磨床中切削参数的优化以及工艺规律进行分析，并提出相应的解决方案。
首先，切削参数的优化是提高加工效率和加工质量的关键。
在导轨磨削中，切削速度、进给速度和磨削深度是其中最为重要的参数。
合理的切削速度可以保证加工精度和表面质量，过高或过低的切削速度都会对加工效果产生不良影响。
进给速度的选择要考虑到导轨材料的硬度和加工要求，过快的进给速度会导致切削力过大，影响加工质量。
磨削深度则需要根据加工要求和刀具状况进行选择，过深的磨削深度容易导致表面烧伤和刀具磨损加剧。
其次，切削参数的选择需要考虑工艺规律。
导轨磨床中，磨削过程是一个复杂的物理过程，切削参数与工艺规律之间存在着一定的关联。
例如，在磨削过程中，切削速度的增加会引起粒度减小、切缘加工脱离和烧伤，而进给速度的增加会导致表面质量的恶化。
基于这些规律，可以通过实验和经验总结来选择合适的切削参数。
针对上述问题，可以通过以下几个步骤来优化导轨磨床中的切削参数：第一步，建立切削参数与加工质量之间的数学模型。
通过实验和数据分析，将导轨磨床切削参数与加工质量之间的关系进行建模，可以使用统计学方法或机器学习算法来实现。
这个模型可以帮助我们理解切削参数对加工质量的影响程度，并为后续的优化提供依据。
第二步，优化切削参数。
根据建立的数学模型，我们可以使用遗传算法、模拟退火等优化算法来寻找最佳的切削参数组合。
通过计算和模拟，逐步逼近最优解，使得加工效率和加工质量得以最大化。
第三步，验证和调整切削参数。
将优化得到的切削参数组合应用于实际生产中，并进行加工实验和测试。
根据测试结果，评估切削参数的效果，并根据实际情况进行调整和优化。
这个过程是一个不断迭代的过程，通过不断调整和改进，实现切削参数的最优化。
垂度补偿功能在多磨头数控磨床调整中的应用
主轴 转 动 。为 了保 证进 给精 度 ， ３个 磨 头 的横 向进 给 、
垂 直进 给及 ２个立 式磨 头修 整器进 给 ８根控 制轴加 装
ＨＥ Ｉ Ｄ Ｅ Ｎ ＨＡ Ｉ Ｎ公 司 的光栅 尺 ， 实 现 全 闭 环控 制 。床 身 与 工作 台导 轨采 用直 线 滚 动 导轨 副 ； 工 作 台纵 向移 动
主题 ：国家科技重大专项及钼关技
Ｔ ｏ ｐ ｉ ｃ ｓ ． Ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｓ ｃ Ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｍ ａ ｊ ｏ ｒ Ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ａ ｎ ｄ Ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ
垂 度 补偿 功 能 在 多磨 头 数 控 磨床 调 整 中 的应 用
朱 琛
（ 杭 州杭 机 股份 有 限公 司 ， 浙江 杭州 ３ １ １ ３ １ ５ ） 摘 要 ： 介绍 Ｓ Ｉ Ｅ ＭＥ ＮＳ ８ ４ ０ Ｄ 的垂 度 补偿 功能 在 ＨＺ－ ０ ８ ８ Ｃ ＮＣ大型 直线 滚动 导轨精 密 曲面成 形数 控磨床 的 机 床床 身导 轨 调整 中 的应 用和操 作 方法 。 关 键词 ： 垂 度 补偿 长床 身 导轨
ｔ ｈ ｅ ｂ ｅ ｄ ｇ ｕ ｉ ｄ ｅ ｗ ａ ｙ ａ ｄ ｊ ｕ ｓ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｈ Ｚ 一 ０ ８ ８ Ｃ Ｎ Ｃ ｐ ｒ ｏ ｉ ｆ ｌ ｅ ｇ ｉ ｒ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｍ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ．
Ｋｅ ｙｗｏ ｒ ｄｓ：Ｓ ａ ｇ Ｃｏ ｍｐ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ； Ｌｏ ｎｇ Ｂｅ ｄ Ｇｕ ｉ ｄ ｅ ｗａ ｙ；Ｖｅ ｒ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｇｒ ｉ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｗｈ ｅ ｅ ｌ ｈ ｅ ａ ｄ；Ｈｏ ｉｚ ｒ ｏ ｎ ｔ ａ ｌ Ｇｒ ｉｎ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｗｈ ｅ ｅ ｌ ｈ ｅ ａ ｄ
数控直线导轨专用磨床精密磨削工艺优化
数控直线导轨专用磨床精密磨削工艺优化艺参数有一定的要求。
导轨磨削烧伤成因及解决方法，可以从砂轮、磨削余量、磨削用量、冷却液和冷却方式考虑；导轨磨削振纹成因的解决方法有多种：砂轮的正确选择、砂轮的平衡、砂轮的修整，保证主轴的几何精度和 动刚度，工艺参数的选用；导轨磨削成形工艺可用成形金刚滚轮将砂轮修整成形来磨削导轨型面。
关键词数控直线导轨专用磨床砂轮修整导轨磨削工艺蒋莉莉傅正勇李志斌何亮(浙江杭机股份有限公司 杭州311305)摘要数控直线导轨是数控机床的重要功能部件，磨削线轨对机床精度、磨具、金刚石滚轮、磨削液和磨削工数控直线导轨专用磨床的试制与攻关过程中，着重研究了如下内容：(1)研究直线导轨磨削机理，分析加工工艺中影 响精度的因素，明确磨削烧伤和振纹的成因，为工艺安排提供理论支持。
(2 )制订精密直线滚动导轨自动磨削工艺流程。
(3) 磨削直线滚动导轨，从用户角度反馈导轨磨 床工艺设计的合理性问题。
(4) 磨削效率的提升。
(5) 人性化的操作。
目前，这些问题都已经得到解决，从而使我国的直线滚动导轨制造水平得到较大的提升，缩短了与国外先进水平的差距。
机床外观如图1所示。
图1数控直线导轨专用磨床外形1数控直线导轨专用磨床磨削概述数控直线导轨专用磨床(HZ -090CNC 系列)针 对普通导轨及滚柱导轨产品的精密磨削加工而设计制造，可以磨削15〜65mm 规格的精密直线导轨。
1.1导轨磨削对设备的要求导轨的精度主要包括轨道成形面精度；各轨道 与基准面的位置精度；轨道粗糙度；导轨的直线度及尺寸精度等。
要实现上述精度要求，必须配备CNC 专用磨削设备，而且相关磨削设备需要满足如下要求：(1) 确保在一次安装状态下，实现三磨头磨削， 提高工件精度。
(2) 要求每一个磨头进给的重复定位精度能达到土0.001mm ,精磨定型时在标准热平衡下能实现每次磨削设定0.001mm 的进给量。
(3) 两立式磨头采用同一金刚石滚轮修整器依 次修整，可以保证两侧面滚道尺寸的一致性。
HZ-KD2010数控龙门式导轨磨床由杭州机床集团有限公司生产制造
HZ-KD2010数控龙门式导轨磨床由杭州机床集团有限公司
生产制造
无
【期刊名称】《机电新产品导报》
【年(卷),期】2003(000)008
【摘要】数控龙门式平面磨床系列和数控龙门式导轨磨床系列,是大型模具和机械基础件精密加工的重要设备,主要用于大型零件水平平面磨削的终加工,适用于各种机械加工、纺机、塑机和模具工业。
获浙江省科技进步二等奖,被列为国家级重点新产品项目。
【总页数】1页(P87)
【作者】无
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TG596
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4.杭州机床集团直线滚动导轨磨床中标 [J],
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直线导轨在数控机床改造中的应用
图３ 直线 导轨 安装 示意 图
３ 直线 导 轨的 安装 直 线 导 轨安 装 在 床身 上 ， 图 ３左 侧 的 直线 导 轨 见 ， 的定 位 面 与床 身 上 的定 位 面贴 合 ， 圆柱 头 内六 角 螺 用
机 床 一 直用 于加 Ｔ液 压件 的套 类零 件 ， 件 尺寸 零 不 大 ， 精 度 要 求 较 高 ， 过 分 析 比较 ， 择 了 Ａ Ｂ 但 经 选 ＢＡ 公 司 生 产 的规 格 为 “ Ｒ ３ Ａ ” 精 度 为 “ 级 ” 加 长 Ｂ Ｈ０ Ｌ 、 高 “ 型 ” 线导 轨 ， 的特点 为 四方 向等 负载设 计 ， 直 它 精度 高 、
钉４ 将直线导轨固定在床身上 ， 再用紧定螺钉 ２ 从侧面 压 紧直 线 导轨 ， 直 线 导轨 的定 位 面与 床 身上 的定位 使 面 紧密 贴合 。右侧 的直 线 导轨 ， 同样 用 圆 柱头 内六角
螺 钉 ４ 其 固定 在 床 身上 ， 必 须 与左 侧 的直 线 导轨 将 但 进 行 校 验 ， 格控 制 它 们 的平 行度 。滑 快 安装 在新 设 严
配 合下 ， 废 旧的 数控 车床 用直 线导 轨进 行改 造 ， 对 取得 了成功 ， 介绍 如下 。 现
１ 直线 导轨 的选 择
１直 线 导 轨 ；－ 定螺 钉 ；－ 板 ；－ 一 ２紧 ３拖 ４ 圆柱 头 内六 角 螺 钉 ；
５ 紧定螺钉 ；－ 一 ６ 润滑油分配器 ；一 ７ 油管
第４ （ 期 总第 １２ ） ２期
Ｎｏ４ Ｓ ．（ ＵＭ ．２ Ｎｏ１ ２）
机 械 管 理 开 发
ＭＥＣ ＨＡＮＩ ＡＬ ＭＡＮＡＧＥ Ｃ ＭＥＮ ＡＮＤ ＤＥ Ｔ ＶＥＬ ＭＥＮ ＯＰ Ｔ
２ １年 ８ ０１ 月
大型机床床身导轨的制造工艺改进
大型机床床身导轨的制造工艺改进裘卓明江余岳胡雅琴【摘要】摘要阐述了将大型机床拼接床身分段磨削，通过专用修整器及专用假床身，保证两V形导轨的角度以及两V形导轨的中心距、等高保持一致，并在拼接端面实施灌定位胶工艺，保证拼接好导轨整体直线度，在实际生产过程中，取得了很好的效果，大大缩短了生产周期。
【期刊名称】精密制造与自动化【年(卷),期】2016(000)002【总页数】3【关键词】关键词两V导轨导轨拼接定位胶分段磨削床身是机床的主要基础件，作为导向用的导轨面，是机床各项几何精度的测定基础。
大型机床的床身具有床身长，通常都超出铸造加工所能达到的限度，同时考虑到起吊运输及安装的要求，在设计时，往往采用几段拼接的方式，目前设计制造的导轨磨床HZ-KD6520、HZ-KD4025等产品，其床身就是采用的这种设计结构。
机床床身的导轨精度高，最初是采用人工刮研的方法来保证的。
这种方法具有切削量小、切削力小、产生热量小、加工方便和装夹变形小等特点。
通过刮削后，工件表面能获得很高的形位精度、尺寸精度、接触精度及提高表面粗糙度等，一般情况下导轨在垂直和水平面内的直线度及两导轨平行度能达到0.005～0.01/1000mm，，另外刮削后留下的一层薄花纹，既可增加工件表面的美观又可储油，以达到润滑工件接触表面，减少摩擦的作用，提高工件使用寿命。
但是，这种方法工作效率低，且劳动强度大。
随着科技的进步，设计制造了导轨磨床，导轨的磨削部分替代了人工刮研，极大地降低了工人的劳动强度，提高了生产效率。
从工艺的角度来讲，大型机床床身导轨面能通过一次安装加工（精磨）来达到设计要求，是最佳的工艺方案。
现有的机床，只要工作台长度超过3 m，床身导轨就无法通过一次性装夹磨削来实现。
以往长度超出导轨磨磨削范围的床身采取以下的工艺手段：（1）床身长度超过8 m，采用主副床身拼接的设计结构，一段主床身加两段副床身。
（2）三段床身分别粗精加工，用三副卡板分别控制导轨各面外形、两V形导轨半角误差、两V形导轨中心距误差，用桥板控制两V形导轨的直线度及平行度误差、落地镗镗铣总长。
HZ-088CNC大型直线滚动导轨精密曲面成形数控磨床精密磨削工艺优化及应用研究
（ ８ ） 冷 却 不 当致 使砂 轮钝 化和 堵塞 ； （ ９ ） 工艺参 数选 择不 当 。 磨削 导轨 时消 除振 纹 的措施有 以下 几种 ： １ ） 砂轮 的正确选 择 导轨 的材质 采用 的是 轴承 钢 ，两侧表 面 经感应 淬 火达 到 ５ ８ ￣６ ３ ＨＲ Ｃ。在精 磨之 后 ，要求 滚道 粗糙
徐慧芳
ＨＺ － ０ ８ ８ Ｃ ＮＣ大型 直线 滚动 导轨 精密 曲面 成形 数控 磨床 精密 磨 削工 艺优化 及应 用研 究
地 调整 切削 参数 。在 精磨 工序 中 的粗 加工 工序选 择 砂 轮速 度 为 ２ ５ ｍ／ ｓ 、磨 削深度 为 ０ ． ０ ５ ｍｒ ｎ ／ 刀 、直线 导轨 的进给 速度 为 ８ ｍ／ ｍｉ ｎ ；精加 工工序 砂轮 的速 度为 ３ ０ ｍ／ ｓ 、磨削 深度 为 ０ ． ０ ０ ５ ￣ ０ ． ０ １ ｍ ｍ／ 刀 、直线 导 轨 的进给速 度 为 １ ５ ｍ／ ｍｉ ｎ ，经过 切 削试验 ，磨削 烧 伤得 到 了有效 地控 制 。 ２ ． ２ ． ４ 磨 削导轨 时对 所用 冷却 液和冷 却方 式 的选择 在 磨 削过程 中 ，冷却 液可 以有 效地 降低磨 削 区
中粘结剂 的含 量成正 比，砂 轮 的硬度越 高，粘结剂 的
含量越大 ，这 时砂轮 的多孔性就越差 。因此 ，在使用 高硬度 的砂轮 进行磨削 时，砂轮砂 粒问的孔 隙就会很 快地被堵塞 。硬度 高的砂轮 自锐性较差 ，磨钝 的磨粒
不 易脱落 ，此 时就会 造成 砂轮 与工 件 之 间的挤 光现
１ ． ５ ＭＰ ａ ，可 以大 大 提 高砂 轮 的 耐 用 度 和 磨 削 效 率 ， 并最 大程度 地 减小磨 削烧 伤 。
滚珠直线导轨热处理及磨削工艺优化研究
摘 要： 针对滚珠直线导轨生产过程中变形大、 加工难度大、 效率低 、 成本高。 精度、 粗糙度、 表面质量存在 问
题 。从 导轨 毛坯 、 热 处理 、 磨 削的工 艺流 程 、 切削参数、 砂 轮 着手 进 行优 化 研 究 。 最 终 确 定最 佳 工 艺
流程、 切 削 参数 、 砂轮 的组 织和硬 度 及粒 度 ， 解 决 了生产 中存 在 的 问题 。 关键 词 ： 热 处理 及磨 工艺 优化 ； 切 削原理 及参 数 ； 金 刚滚轮 ； 三轴 联 动 ； 砂 轮
的工 艺流 程 、 切 削参 数 、 砂轮 着手 ， 进行 优化 研究 ， 并 通
过试 验 ， 最 终确 定工 艺 流 程 、 切削参数、 砂 轮 的组 织 和
硬度 及粒 度 ， 大 幅度 提高 产 能 ， 减 少废 品率 ， 降低 成本 ， 解 决 了生 产 中存在 的 问题 ， 适 应数 控 机 床 快 速 发 展 的 需 要 。特 以大 连 高 金 数 控 集 团有 限公 司 Ｌ Ｂ Ａ ４ ５滚 珠 直线 导轨 ５根 （ 编号 ： Ａ ， ～ Ａ ） 、 ６ ｍ长为例 ， 诠 述 其 热 处 理 及磨 削工 艺优 化研 究 。
高精度直线导轨副制造关键技术及产业化应用
高精度直线导轨副制造关键技术及产业化应用下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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滚动导轨副成形磨削加工技术
滚动导轨副成形磨削加工技术殷玲香【摘要】介绍了成形磨削的加工机理、成形修整技术的应用及磨削效率的控制,解决了滚动导轨副零件高精度、复杂形状的加工困难问题,并通过研究磨削效率降低砂轮用量,提高了产品质量及加工经济性.【期刊名称】《制造技术与机床》【年(卷),期】2010(000)008【总页数】3页(P90-92)【关键词】金刚滚轮;成形修整;修整速比;磨削效率【作者】殷玲香【作者单位】南京工艺装备制造有限公司,江苏,南京,210004【正文语种】中文滚动导轨副作为一种精密直线导向部件，由于其大承载、高精度、高速度、低磨损、可靠性及标准化等优良特性，已经越来越多地被数控机械、自动化生产线等领域应用和关注。
滚动导轨副主要由滚动导轨、滚动滑块组成(图1)，其中滚动导轨为大细长比的精密件，形状复杂，加工过程中尺寸要求、形位误差要求高，加工变形大；滚动滑块形状复杂，结构紧凑，加工过程中滚道及基准平面的尺寸及形位误差要求比较高。
滚动导轨及滚动滑块所使用的材料均为超高强度钢，具有优良的机械性能，但同时也给机械加工带来了一定的困难。
加工特点有：磨削力大、磨削温度高、容易产生磨削烧伤、加工硬化趋势强，同时产品形状复杂，精度要求高，为解决零件的加工困难问题，引进了成形磨削技术，达到精密加工的目的。
1 成形磨削机理成形磨削是一种新发展起来的加工工艺，通过成形修整方法，修整出固定的轮廓外形，修整后的成形砂轮磨削工件，一次成形，使工件达到最终加工工序的尺寸要求，满足加工精度。
成形磨削的关键技术为修整技术，修整方法可分为成形修整(图2)及仿形修整。
其中成形修整法通过精密金刚滚轮修整砂轮，由于修整砂轮时可沿整个砂轮宽度上接触，因而修整时间大为缩短，提高了修整效率；另外，这种修整方法容易保证成形砂轮的型面精度。
由于金刚滚轮修整法的修整时间短，且能生成复杂型面，因而对实现磨削自动化来说是一种理想的修整方法。
2 金刚滚轮修整技术的应用用金刚滚轮修整成形砂轮时，通常需3个运动，即滚轮转动Vt，砂轮转动Vs及滚轮或砂轮的径向进给运动。
数控工具磨床及刀具磨削技术——瓦尔特公司的CNC刀具磨床可以满足最终用户的加工要求
数控工具磨床及刀具磨削技术——瓦尔特公司的CNC刀具磨床可以满足最终用户的加工要求
俞知明
【期刊名称】《《现代制造》》
【年(卷),期】2005(000)008
【摘要】众所周知，在现代金属切削加工中，刀具成本在整个的制造成本中只占有部分比例，但是综合加工成本却占有至关重要的部分。
因此，除了控制刀具自身费用以外，更好的合理使用刀具、充分提高生产效率、缩短加工时间、通过降低加工成本从而最终降低成本。
【总页数】1页(P24)
【作者】俞知明
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TG596
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5.VL205－CNC数控刀具磨床刀具刃磨数学模型及实现 [J], 王焱
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细长的直线滚动导轨体（如图２所示）在加工过程中， 由于导轨的２个侧面及４个轨道须一次成形磨出，磨 削的接触面积大，此时所产生的瞬时磨削热极易引
起工件的弯曲变形及表面烧伤，从而影响了导轨的
万方数据
精密制造与自动化
２０１３年第３期
加工精度和表面质量。导轨的精加工采用了成形磨 削技术，即用成形金刚石滚轮将砂轮修整成形后 来磨削滚道的型面。采用成型磨削的方法具有精 度高、效率高的特点，在机械领域及其他领域已经
磨削，切除率高、负荷大，这时的发热量也大。 根据上述要求，所用砂轮应具有粒度细、磨粒 硬度高、成型精度保持性好的特性，并有一定的自
锐性和留有较大的容屑空间。
在精磨４一Ｒ滚道时，砂轮负载线速度为３０ ｍ／ｓ、磨 削深度为０．０５ ｍｍ／刀时，磨削区温度约为１ ８００
２ ０００ ｏＣ。由于在磨削过程中瞬间温度较高，回火马
１．２磨削导轨时对磨具的要求
导轨进行精磨之后，要求滚道粗糙度达到
与工件表面接触的瞬间，磨削区的温度与砂轮线速
度成正比：当砂轮的线速度为１８ ｍ／ｓ、磨削深度为
０．０５
ｇｍ以上。同时，滚道及其成型面的几何精 度也应满足设计要求。在磨削时采用往复式成形
Ｒ。０．４
ｍｍ／刀时，磨削区的温度大约为９００
ｌ １００℃；
２００～２ ４００ＨＶ）
刚度不足，也会使振幅增大。 ５）工艺参数的选用原则 首先，在粗磨时，工件的质量应达到一定要 求，振纹不能过大；其次，合理地分配精磨留 量，留量过多易使砂轮钝化，过少则难以消除粗
磨残留的缺陷。在考虑切削进给量、工作台往复 速度和砂轮线速度这３大要素时，发现切削进给 量对振纹的影响最敏感。合理的工艺参数对减少振 纹有一定的作用。在精磨结束后，如能保持３～５
滚动直线导轨副是由滑块和直线导轨两大关键
ｍｒｎ，精磨定型时在标准热平衡下能实现每
零件组成，是一种具有摩擦因数小、传动效率高、使
用寿命较长的滚动功能部件。直线导轨的精加工（即
次磨削进给量为０．００１ ｍｌｎ，砂轮主轴的动平衡实现
自动监控，砂轮磨削力进行实时监控。 （３）经过检定的高精度金刚石滚轮应根据所 设定的参数在砂轮需要修整时，进行自动补偿修 整，在保证轨道几何形状的同时实现修整前后砂轮 中心距及轨道中心高度绝对尺寸的无缝对接，从而
磨削宽度需要磨削液的流量为３７．８～５０ Ｌ／ｍｉｎ，也 可根据磨削性质来选择。在实际生产应用中也常根
据砂轮的功率来选择，如功率１ ｋＷ选取磨削液流 量为５．８ Ｌ／ｍｉｎ。另外，喷射压力一般选择在０．５～
１．５
（２）由于直线导轨的材料和淬火性能的特点，砂 轮粒度对磨削温度的控制也有较大的影响。砂轮粒
无火花磨削过程会对表面粗糙度和消除振纹有明显 改善。上述的工艺措施能有效地消除或减少磨削表 面的振纹。
１．１磨削导轨时对关键设备的要求 导轨的成形磨削是决定导轨精度的关键工序之 一。导轨的磨削精度主要包括轨道面成形精度、各 轨道与基准面的位置精度、轨道表面粗糙度、导轨 的直线度及尺寸精度等。要实现上述的精度要求，必Ｚ－０８８ＣＮＣ大型直线滚动导轨精密曲面成形
数控磨床精密磨削工艺优化及应用研究术
徐慧芳
（杭州杭机股份有限公司杭州３１１３０５）
摘要针对直线导轨精密曲面成形磨削在试验中出现的精度不可控和工件在磨削中出现的振纹超标问题，进行 了对精密曲面成形数控磨床精密磨削工艺的优化与研究。详细介绍了在磨削导轨时产生振纹、烧伤的成因与解决 方法，通过对磨削导轨的砂轮、磨削余量、磨削用量、冷却液和冷却方式的选择，并结合砂轮动平衡采用金刚石 滚轮修整成形砂轮、修整参数改进，来提高主轴的几何精度和动刚度，确定了磨削导轨的成形工艺方案，为精密 直线滚动导轨的自动磨削提供了依据。 关键词 直线滚动导轨副 金刚石滚轮成形砂轮动平衡动刚度
磨削导轨时消除振纹的措施有以下几种： １）砂轮的正确选择 导轨的材质采用的是轴承钢，两侧表面经感应 淬火达到５８～６３ＨＲＣ。在精磨之后，要求滚道粗糙 度达到Ｒ。０．４ ｇｍ以上，同时，滚道及其余成型面
往会导致在单位时间内金属去除率的变化，从而导 致磨削力和磨削温度的变化，而参数的变化往往会 伴随着滚道磨削烧伤的发生。在生产实践中要合理
过程中，通过对中软１和中软２的砂轮进行成形磨 削后的对比，发现采用中软２砂轮大大减小了工件 的磨削烧伤几率，有效地保证了产品质量。
变形和工件表面的粗糙度值，冲洗砂轮表面以减少 砂轮磨损量，提高砂轮的耐用度和使用寿命。一般 采用Ｈ一１高精度磨削液。为使冷却液能有效地进入 磨削区，磨削液必须以一定的压力和流量方式射到 砂轮和工件表面。根据一般的设计经验，每寸导轨
（ａ） 磨床外形图
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成功并在用户厂投入了使用。在磨床的试制与攻关 过程中，着重研究了以下内容： （１）研究了直线导轨磨削机制，分析了在加工工
艺中影响精度的因素，明确了引起磨削烧伤和振纹 的原因，为工艺实施提供了依据。 （２）研究了基于电永磁吸盘的高精度直线滚动 导轨的固定工艺。
度越高，单位面积的磨粒数量就越多，磨粒间的 间隔就越小。在精磨加工过程中，粒度大的砂轮 比粒度小的砂轮容易堵塞，切削力和切削热量则 较高。根据此特点，在精加工过程中，把精磨４一Ｒ 滚道分成两道工序：即粗精加工和精精加工。粗
ＭＰａ，可以大大提高砂轮的耐用度和磨削效
率，并最大程度地减小磨削烧伤。 ３磨削导轨时所产生的振纹成因及解决方法
和一定的韧性，具有较多的切削刃和较好的微观
等高性，较软的硬度和较松的组织增加了自锐性， 降低了切削负荷，避免了表面烧伤，并且能吸收振 动；大气孔砂轮则能充分利用冷却效果，以减少所 产生的磨削热量和空隙的堵塞。 ２）砂轮的平衡控制
砂轮的不平衡引起对砂轮主轴的激振（砂轮的 不平衡量分为静不平衡和动不平衡量两类）。在磨削 大规格导轨时所选用的砂轮（较厚），其动不平衡量 的影响显得较为突出。除了砂轮自身的平衡不好之
砂轮速度为２５ ｍ／ｓ、磨削深度为０．０５ ｍｍ／刀、直线
磨削弧区高温的持续作用下，表面的微观组织发生 了一种不可逆的组织变化。 ２．２防磨削烧伤的措施
２．１．１磨削导轨时砂轮的选择 （１）在直线导轨精磨削过程中，砂轮的硬度、粒 度及材料对磨削的影响较大。砂轮的硬度与砂轮成分
导轨的进给速度为８ ｍ／ｍｉｎ；精加工工序砂轮的速 度为３０ ｍ／ｓ、磨削深度为０．００５～０．０１ ｍｍ／刀、直线 导轨的进给速度为１５ ｍ／ｍｉｎ，经过切削试验，磨削 烧伤得到了有效地控制。
２．２．４磨削导轨时对所用冷却液和冷却方式的选择
在磨削过程中，冷却液可以有效地降低磨削区
的温度，减小工件表面的内应力，稳定尺寸，减小
中粘结剂的含量成正比，砂轮的硬度越高，粘结剂的 含量越大，这时砂轮的多孔性就越差。因此，在使用 高硬度的砂轮进行磨削时，砂轮砂粒间的孔隙就会很 快地被堵塞。硬度高的砂轮自锐性较差，磨钝的磨粒 不易脱落，此时就会造成砂轮与工件之间的挤光现 象，磨削热量增大，从而使工件表面烧伤。在试验
的几何精度也应满足设计要求。磨削时采用往复 式成型磨削以提高生产率，因而切除率高、负荷
大、发热量也大。上述要求决定所用砂轮应具有粒
万方数据
精密制造与自动化
２０１３年第３期
度细、磨粒硬度高、成型精度保持性好的特性，还 要有一定的自锐性，并且要有较大的容屑空间。使 用时，选用单晶刚玉（ＳＡ）为砂轮的磨料，陶瓷作 结合剂，粒度选择为８０，硬度选Ｌ级，结构为大 气孔。单晶刚玉具有较高的硬度（２
用白刚玉砂轮。经过试磨削，各方面的指标均达到 技术要求。采用珞刚玉砂轮磨削直线导轨，保证了 质量并同样能提高加工效率。 ２．２．２磨削导轨时余量的选择
（３）金刚石滚轮的动平衡不好，几何精度超差； （４）工作台爬行，驱动力、传动、润滑等条件不足；
（５）砂轮选择不当，造成砂轮易堵塞和钝化； （６）砂轮修整不当，使得砂轮的切削能力和耐用 度降低； （７）磨削时，砂轮的在线平衡不好； （８）冷却不当致使砂轮钝化和堵塞；
得到了广泛的应用。
１．３磨削导轨时对成形砂轮修整的要求
在对导轨的磨削中，成形砂轮的修整采用了金 刚石滚轮。金刚石滚轮良好的几何精度和有足够刚
性的驱动装置是获得满意修整效果的前提。
１．４磨削导轨时对冷却与冲洗的要求
成形大负荷磨削产生的热量除了会影响加工精
度，还会因热应力的变化产生振动，磨削热使磨料 急剧钝化，磨屑、磨料及结合剂的脱落造成容屑空 间的堵塞，这些都会在磨削时产生振动。这时，在 磨削中对砂轮和工件进行大流量冷却和高压冲洗显 得至关重要。为使冷却液能有效地进入磨削区，磨
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（ｂ） 图１ 磨床结构图 ＨＺ－０８８ＣＮＣ大型直线滚动导轨精密曲面成形数控磨床
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直线滚动导轨的磨削概况
直线滚动导轨是数控磨床的重要功能部件之一。
（３）制订了精密直线滚动导轨自动磨削工艺流程。 （４）从用户角度及时反馈导轨磨床工艺的合理性。
木高档数控机床与基础制造装备项目 编号：２００９ＺＸ０４００１—１３１
ＨＺ．０８８ＣＮＣ大型直线滚动导轨精密曲面成形
通过以上问题的解决，提高了我国直线滚动导 轨的制造水平，缩短了与国外先进水平的差距。
数控磨床（如图１所示）是由杭机股份公司承担的一 项国家级“高档数控机床与基础制造装备”专项，是 工信部２００９年国家科技重大项目（编号：
２００９ＺＸ０４００１）。该项目的各项技术指标要求高、开 发时间紧，面临的困难相当多。为了能早日攻关成 功，杭机股份公司联合了浙江大学和用户单位，采 用以企业为主导，主机牵头、功能部件和共性技术
在磨削直线导轨的４一Ｒ滚道时，当在圆弧底部 磨削液难以进入磨削区时，各部分冷却条件不均匀， 极易造成磨削烧伤。这时需要根据长度和精度合理
地选取终磨余量，把滚道余量三角区调整为圆弧均 匀区以改善磨削条件。 ２．２．３磨削导轨时对磨削用量的选择 在磨削加工中，进给速度和磨削深度的变化往