磨床床身加工工艺分析

5.7　磨床床身加工工艺分析

图5.42为外圆磨床床身简图。磨床床身是一种比较典型的机体零件，它具有比较复杂的结构和较高精度的导轨面，加工工艺也比较复杂。表5.8为该外圆磨床床身的加工工艺过程，下面结合该表分析这类零件加工工艺中的一些问题。

表5.8　外圆磨床床身的加工工艺过程mm

续表5.8

图5.43　磨床床身粗刨工艺草图

5.7.1　主要加工面的加工方案

机体类零件的主要加工表面是联接平面、导轨面和孔，而导轨面也是一些平面的组合。所以机体零件的加工主要是一些平面和孔的加工。例如，磨床床身的主要加工表面是联接平面和导轨面，而摇臂钻床的摇臂除有平面加工外，还有精度要求较高、直径较大的孔加工。

对于联接平面和导轨面的加工，可根据批量大小和工厂设备状况，分别采用刨削、铣削和磨削。例如，龙门刨床床身导轨的加工，一般均在龙门刨床上采用粗刨、半精刨和宽刃刀精刨的方法进行；而对于卧式车床、外圆磨床床身的精加工，当批量较大时，常采用宽成形砂轮在专用导轨磨床上将各导轨面同时磨出。

机体上直径较大的孔，可在卧式镗床或落地镗床上，采用粗镗、半精镗和精镗的方法加工。

机体上的各种螺孔、油孔和其它孔，通常多在摇臂钻床上，采用划线或盖板式钻模进行加工。

5.7.2　磨床床身加工工艺分析

1）工序的划分和安排

床身零件的特点是结构复杂、刚性较差、加工时容易引起变形，导轨的精度要求又很高，所以在安排工艺时，首先应将粗、精加工分开，如表5.8所示，将整个工艺过程划分为粗加工（粗刨）、半精加工（精刨）和精加工（磨）三个阶段。粗加工后为消除内应力的影响，一般均安排时效处理。对于导轨表面要求淬火的床身，当采用火焰、高频、中频及超音频淬火时，因淬火后零件变形较大，应安排在磨导轨面之前；如采用工频电接触淬火时，因变形很小，一般安排在导轨终加工之后。

导轨面是床身最重要的表面，为了使导轨获得硬度均匀且耐磨的表面，导轨表面层的切除厚度应尽可能少而均匀。为此，在粗加工阶段中，一般以导轨面为基准安装，按划线找正加工底面。然后再翻转以底面为定位基准，并配以必要的侧面（水平面内）的找正，加工导轨面及其它重要表面。当批量不大时，在粗加工阶段，也可采用先加工导轨表面，然后再加工底面的工艺顺序。这样，当导轨面粗加工后如发现不可补救的缺陷（如砂眼、气孔和疏松等）时，即不再继续加工，从而避免了加工底面及其它一些表面所需工时的浪费。

2）时效处理

由于床身结构比较复杂，铸造时因各部分冷却速度不一致，会引起收缩不均匀而产生内应力。床身全部冷却后内应力处于暂时平衡，当切削加工从毛坯表面切去一层金属后，引起内应力的重新分布，使床身产生变形。内应力是造成零件变形、精度不稳定的主要因素，因此，在工艺上必须设法把它消除到最低程度。

时效处理是消除内应力的主要手段，常用的方法有自然时效和人工时效两种。

自然时效是将铸件自然地放在室外几个月甚至几年，经受风雨和气温变化的影响，使内应力逐渐消失。这种方法简单、效果好，但占地面积大、周期长、积压资金。

人工时效是将床身平整地搁在烘板上，四周能均匀受热，以每小时60℃的温升加热至550～660℃，保温4～6h，再以每小时20℃的速度冷却到200～300℃后取出。一般精度的床身经过一次处理即可，高精度机床（如坐标镗床、齿轮、螺纹磨床等）的床身，在加工前后需进行二次甚至三次人工时效处理。

3）导轨的磨削加工

床身导轨的精度将直接影响机床的加工精度，磨床床身的精度要求较高，床身导轨的磨削必须在恒温条件下进行。采用专用的周边导轨磨床来磨削导轨，不仅能提高生产率，而且能显著地提高导轨的磨削质量，对改善磨床在低速运行时产生的爬行，起了很大的作用。