減少機床導軌淬火變形的措施

趙慧麗 來彥玲 朱彥軍

（1.安陽工學院機械工程學院，河南 安陽 455000；2.安陽鑫盛機床有限公司制造部，河南 安陽 455000）

減少機床導軌淬火變形的措施

趙慧麗1來彥玲1朱彥軍2

（1.安陽工學院機械工程學院，河南 安陽 455000；2.安陽鑫盛機床有限公司制造部，河南 安陽 455000）

現場跟蹤檢測了導軌淬火前后的導軌變形情況，較全面地分析了影響機床導軌淬火變形的因素，指出材質不均勻、加工工藝不合理、淬火方法不當為影響導軌淬火變形的主要因素；制定了加強毛坯檢查、加高刨削時的墊片厚度、使用正反雙向淬火方法的對策來減少淬火變形。通過跟蹤檢測對策實施后的淬火變形情況，證明這些對策對減少淬火變形有效。

機床導軌；淬火；變形

機床導軌是機床得以運動自如的重要組成部分，機床的不斷運動決定了機床導軌要有足夠的硬度才不會輕易損壞，機床導軌淬火，可以提高導軌的硬度，大大提高了機床導軌的使用壽命，也在一定程度上提高了機床的生產效率。但在對導軌淬火時，由于熱應力和組織應力的綜合影響，導軌面不可避免的產生一定的卷曲變形量，這種變形量直接影響了下道工序—磨序的加工。導軌淬火的質量直接影響了床身的質量，制約了生產，機床導軌淬火已經成為不少機床企業床身加工中的瓶頸問題。

1 分析問題

要想解決導軌變形的問題，必須找出導致變形的原因才能加以解決。為了找到導軌淬火變形的原因，從人員、設備、材料、方法四個方面展開了討論和分析，并找到了7條末端因素，如圖1所示。根據引起導軌變形的因素，進行排查。

圖 1 影響淬火變形的因素圖

根據多年的淬火經驗得知，刨床的加工質量直接影響了床身的淬火變形，因此查看了龍門刨床和淬火機的設備日常保養記錄、設備的一級保養計劃和床身的精度檢查記錄。經檢查刨床精度符合設備技術要求、設備保養好，不會影響床身的加工。查看了床身的加工方法及淬火加工方法，發現床身加工有完整的加工指導文件；淬火加工有詳細的操作規程。調查了刨床操作工和淬火機操作工的培訓情況，發現操作人員都進行過機加工技術培訓，培訓內容廣泛，理論考試合格率為100%并且都接受過崗位培訓。因此，設備無定期保養、無操作的規定細則、未進行崗位培訓判定為非主要因素。

材質不均勻就容易形成床身組織的疏松和有硬點的出現。如果床身材質疏松，說明床身的硬度低，淬火時，需要的加熱電流就大，而加熱電流大，淬火溫度就要求高，這樣引起的淬火變行就大[2]。如果床身出現硬點，淬火時，容易把淬火面淬裂，引起床身廢品。現場測定床身硬度，發現導軌面上有的地方硬度低，說明有組織疏松現象。因此，材質不均勻判定為主要影響導軌淬火變形的主要因素。

按加工工藝要求，半精刨床身時，床身中間應該鼓0.6-0.8 mm以上，而實際測量的數據平均值僅為0.5mm左右（圖1）。現場檢查床身的加工情況，操作工按工藝要求在床身兩端各墊厚1.5mm墊片，按1.5mm墊片加工床身，床身中間的變形量不能達到工藝要求，床身淬火時會產生大的變形量。因此，加工工藝不合理判定為主要因素。

現場查看床身的裝夾情況時，發現床身兩端都墊墊片，操作工在床身中間懸空點用大壓板壓緊工件。加工結束后，松開大壓板，床身導軌面能出現鼓的趨勢，符合工藝文件要求。因此，工件壓緊位置不對不是主要因素。

導軌淬火采用中頻感應淬火，淬火時感應器不動，工件隨床身工作臺移動。根據淬火經驗得知：在床身尾部由于溫度的瞬間升高，尾部向上發生卷曲變形，隨著加熱和冷卻的進行，床身內部組織發生了變化，同時產生的內應力和熱應力的綜合作用，直接造成床身導軌面的變形。到床身頭部由于溫度的聚集，也同樣造成頭部的卷曲變形。跟蹤檢測了10臺淬火床身，平均變形量在3mm左右，比淬火前增加了3.5mm，這種單方向不間斷淬火，能引起較大的淬火變形量因此，淬火加工方法為主要因素。

經過對7條末端因素的分析討論，最終確定了三條影響淬火變形的主要原因，即：床身材質不均勻，加工工藝不合理，及淬火方法不當。

2 制定對策

2.1 加強毛坯檢查，提高鑄件質量。加強床身（毛坯）的入廠檢驗，發現床身鑄件問題要做好記錄，及時通知鑄造廠家，讓鑄造廠家及時了解問題和解決問題并及時整改。

2.2 制定合理的加工工藝，提高床身的加工質量。刨床加工極為重要，因為淬火變形1/3的因素是有刨削加工引起的，在刨削加工中，盡可能讓床身導軌面中間出現鼓的趨勢大點，這樣就可以抵消部分淬火變形量。具體措施是：改進加工工藝，在床身的首尾兩端，由原來墊1.5mm墊片改成墊3mm的墊片，床身中間再用壓板將工件壓緊在工作臺上，當床身加工完成后，松開壓板，由于作用力和反作用力的關系，床身中間會形成反彈，形成床身中間向上鼓的趨勢。

圖 2 導軌的大山與小山

2.3 改變淬火方法，減少淬火變形量。制作正反雙向感應器，床身淬火時從床身中間向兩端分別淬火，這樣就可以抵消一部分淬火變形量。先淬大山（如圖2所示）和大山平面，再淬小山（如圖2所示）和小山平面，加熱在前，冷卻在后，冷卻水直接由感應器噴射。

3 實施效果

經過半年多的對策實施，對入廠的整體六五長床身的鑄件質量跟蹤檢測，共跟蹤檢測了25臺長床身，材質疏松的為一臺，硬度不合格的沒有，鑄件質量有了明顯的改善。

采用新的加工工藝，床身形狀明顯地發生了改變，床身導軌中間由原來+0.5mm增加到了+0.99mm。

檢測了多臺床身的淬火變形情況，并和使用對策前進行了對比，淬火變形量平均減少了2.0mm，該措施對減小淬火變形有效。

[1]莊愛華，吳鏡.淺析床身導軌加工工藝的改進[J].機電工程技術，2011（6）：132-133.

[2]朱裕華.細長鋼導軌的淬硬變形控制[J]，制造技術與機床，1998（9）：37-38.

TG156.33

A

1671-0037（2014）04-61-1.5

趙慧麗（1979-），女，碩士研究生，講師，研究方向：機械制造工藝、材料的制備及性能檢測。