重型机床超长床身新的加工方法

超长机床床身的传统加工设备采用的是龙门刨床，利用刨床直线精度较高的特点，有利于保证加工零件的高直线度和高平面度要求。龙门刨床的特点是只能运行X，Y，Z轴中任意一个单向的运动，且一般情况下行程有限，通常不超过14米，而重型机床超长床身通常都超过这个长度，因此，这些设备无法一次加工整段床身。如何利用此类设备来精加工多段床身，并在精加工连成整体后仍能保证床身导轨全长的直线度在设计要求的允许误差范围内，在一段时期内这是一个必须解决的工艺问题。现就生产实践中行之有效的方法一一仿形加工法加以介绍。

多段床身仿形加工的步骤为：将所有单段床身半精加工以后，导轨面留精加工余量，各段床身的结合端面按次序加工到位，然后将一、二段床身连接好置于机床工作台等高垫铁上精加工，一、二段床身拼接加工，精加工中床身与垫铁用抽纸检查保证垫实，两段床身的连接要用推、顶的方法使两端面在自由状态下接触良好后才用螺栓紧固，不允许强压工件，不得将两段床身用螺栓强行拉拢。将两段床身各面的尺寸精度、形位公差全部加工到图纸要求后，卸下一段床身，将第二段床身移至原安装一段床身的位置，再接上第三段床身，并使其稍高于第二段床身，按照上述调整、连接方法紧固后，以第二段床身已精加工好的导轨面作为基准，依据第二段床身精度来精加工第三段床身。

在加工过程中，前工序已精加工的一段床身主要有两个作用：

1)仿形作用。可以按已加工的一段床身导轨进行对刀和测量，保证加工后导轨各面相关位置尺寸和几何形状一致；

2)定位作用。已加工的一段床身装卡后，其空间位置就确定了，与之结合的另一段待加工床身的空间位置也确定下来了。因此，如果已加工段床身在移位装卡中空间位置选择适当，就可保证待加工段床身加工后导轨的直线度误差在我们要求的方向和范围内，可以实现多段床身连接成整体后导轨全长的直线度误差在设计允许范围内。

多段床身仿形加工的工艺方法具有以下优点：

1)加工拼接床身的各段能全面达到精度要求，总装只需要连接调平即可，无需钳工刮研或任何装配工作，减少了装配劳动量，缩短了生产周期；

2)仿形加工的方法可使超过机床设备行程若干倍长的床身，在加工后工件全长的精度误差接近该设备的实际运行精度，加工出比设备精度更高、规格更长的床身。

多段床身仿形加工的工艺方法虽然可以实施，但具有以下缺点：

1)为了保证高的表面粗糙度，因此表面必须加煤油精刨，加工成本较高，另外，当工件为钢件时，即使加煤油，表面粗糙度仍然难以满足图纸要求；

2)加工过程中必须严格按照床身拼装的顺序，每次以前一段作为基准来加工，顺序一旦弄错，会导致整体的精度无法满足要求；

3)这种加工方法不但效率低下，而且加工相当困难，因为在加工后一段床身时，必须先将前一段床身导轨的已加工面找正到与机床切削轨迹完全重合，这样才能保证在加工过程中不伤到已加工面，并且在切削过程中要保证后加工的床身外形尺寸与先前加工的床身完全一致很困难；

4)由于各段床身不是同时加工，因此各段床身拼接在一起后的整体精度不能在加工时进行检测，在加工时难以保证全长上的精度要求，一般要在总体拼装后根据检测结果返修部分床身的连接面，加工效率不高。

在大规格数控龙门铣床上加工超长床身时，由于龙门铣床的工作台和工作行程超过了加工床身的总长度，因此可以将多段床身拼接在一起进行精加工，减少了装卡找正的辅助时间，大大提高了加工效率。该机床每个龙门上都设计了两个滑枕，可以一次完成两条超长床身的加工，效率又提高了一倍。另外，机床上还配有各种型号的附件铣头，可以一次装卡，通过附件铣头的多次转位完成除安装面外所有面的精加工，由于这些面都在一次装卡中加工完成，因此有利于保证零件的各项精度。特别是背导轨面的加工，直接用主轴头上反铣刀盘加工，不但效率大大提高，而且更有利于保证背导轨面与正导轨面的平行度。XKD2755机床加工床身配备的是可转位刀盘，刀盘上安装可转位刀片，不但切削用量较大，而且更换刀具及刀片均较迅速、操作方便，生产效率大大提升。

超长床身的新型加工方法看似简单，但是对设备的要求极高，类似XKD2755这样的超大规格数控加工设备，国内企业拥有的不多。另外，对数控设备的加工精度和稳定性也有极高的要求，还对床身的装卡方式、加工刀具的选型、超长导轨检测方式等都提出的新的工艺要求和挑战，特别是当加工零件的精度高于工作母机时，检测技术与样条插补数控编程技术的综合运用成为了超长床身制造工艺的一项关键技术。