机床导轨高精度加工方法与流程

本公开涉及机床高精度加工，具体涉及机床导轨高精度加工方法。

背景技术：

1、大型高精密五轴加工中心是现代高端制造业不可或缺的核心装备，加工的高精度零件广泛服务于多个尖端领域。如汽车工业、航空航天、精密制造与通用机械等行业。

2、在大型高精密五轴加工中心的机床的制造过程中，床身导轨的加工精度直接决定了机床整机的性能水平。对于导轨长度达2000mm、平面度和直线度要求均在0.008mm、垂直度要求在0.01mm的高精度床身而言，其加工难度尤为突出。大型高精密五轴加工中心的机床往往由企业自己的高精密生产线制造，这条生产线本身也由多台大型龙门加工中心构成，这些设备在长期服役后不可避免地产生精度衰减，其各运动轴均存在丝杠磨损、轴承间隙累积、导轨磨损等问题，导致传动系统产生正反向间隙和空间定位漂移，设备的原始精度已低于工件所要求的加工精度。若直接淘汰旧机床并采购新设备，不仅设备投资成本高昂，而且大型机床的制造周期长、安装调试复杂，严重影响生产连续性。若对旧机床进行大修翻新，则维修周期长、工作量大，若采用附加硬件补偿装置进行误差补偿，如在机床上安装微进给补偿装置，通过激光干涉仪等检测设备实时测量导轨的直线度偏差，再由控制器驱动微动台提供平移及角度偏转补偿，实现导轨耦合误差的实时在位补偿，其装置结构复杂、系统集成难度大，且实时补偿对检测系统和控制系统的响应速度要求极高。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供机床导轨高精度加工方法。

2、本申请提供了机床导轨高精度加工方法，包括：

3、s1、通过加工机床对工件的导轨进行粗加工和半精加工，并预留出精加工余量，得到第一导轨；

4、s2、将半精加工后的工件置于三坐标测量机，以预定长度将所述导轨全长划分为若干分段，通过所述三坐标测量机获取各所述分段的第一误差数据、第二误差数据和第三误差数据；

5、s3、根据所述第一误差数据、所述第二误差数据和所述第三误差数据，分别确定各所述分段的第一补偿值、第二补偿值和第三补偿值；

6、s4、根据所述精加工余量及各所述分段的所述第一补偿值、所述第二补偿值、所述第三补偿值，对所述第一导轨进行修正，得到第二导轨。

7、根据本申请实施例提供的技术方案，所述根据所述精加工余量及各所述分段的第一补偿值、所述第二补偿值、所述第三补偿值，对所述第一导轨进行精加工，得到第二导轨包括：

8、s401、采用第一精加工刀具，以所述精加工余量为基准进给量，叠加所述第一补偿值对所述第一导轨的底部内壁进行精加工，使所述第一精加工刀具修正所述第一导轨在各所述分段内的所述第一误差数据，同时去除所述精加工余量；

9、s402、采用第二精加工刀具，以所述精加工余量为基准进给量，叠加所述第二补偿值和所述第三补偿值对所述第一导轨的侧壁进行精加工，使所述第二精加工刀具修正所述第一导轨在各所述分段内的所述第二误差数据、所述第三误差数据，同时去除所述精加工余量。

10、根据本申请实施例提供的技术方案，所述精加工余量为0.1mm。

11、根据本申请实施例提供的技术方案，所述预定长度为200mm。

12、根据本申请实施例提供的技术方案，所述通过加工机床对工件的导轨进行粗加工和半精加工之前，通过千分表获取所述加工机床的各运动轴的定位误差，并根据各运动轴的定位误差对所述加工机床进行调试，得到各运动轴的定位误差均小于第一阈值的加工机床；所述第一阈值为0.001mm。

13、根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一精加工刀具采用直径50mm的三齿cbn刀片，所述第二精加工刀具采用直径16mm的8刃整体合金立铣刀。

14、根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一精加工刀具的线速度为220m/min，每齿进给为0.15mm，主轴转速为1400r/min，进给速度为630mm/min。

15、根据本申请实施例提供的技术方案，所述第二精加工刀具的线速度为150m/min，每齿进给为0.045mm，主轴转速为2985r/min，进给速度为1075mm/min。

16、根据本申请实施例提供的技术方案，若所述加工机床停机超过第一预设时长，需对所述加工机床进行至少第二预设时长的空载热机，并确保导轨各润滑点充分供油；所述第一预设时长为2小时，所述第二预设时长为0.5小时。

17、综上所述，本技术方案具体公开了机床导轨高精度加工方法，包括对导轨进行粗加工和半精加工，并预留精加工余量，得到第一导轨，之后利用三坐标测量机，以预定长度将第一导轨沿长度方向划分为若干分段，并获取各分段的第一误差数据、第二误差数据、第三误差数据，之后根据各分段的第一误差数据、第二误差数据、第三误差数据确定对应的第一补偿值、第二补偿值、第三补偿值，再根据精加工余量、第一补偿值、第二补偿值、第三补偿值对第一导轨进行精加工，得到第二导轨。

18、通过采用三坐标测量机对第一导轨各分段的第一误差数据、第二误差数据、第三误差数据进行精准测量，将第一导轨的空间位姿误差分解为底部内壁的高度偏差、侧壁的水平偏差和侧壁的垂直度误差，根据第一误差数据、第二误差数据、第三误差数据分别对应的确定第一补偿值、第二补偿值、第三补偿值，将第一补偿值、第二补偿值、第三补偿值输入加工程序内对应各分段的进刀指令中，之后加工机床根据进刀指令对第一导轨整体进行精加工，能够在修正第一导轨的底部内壁平面度误差、侧壁直线度误差和侧壁垂直度误差的同时去除精加工余量，有效解决了老旧机床精度不足的问题，提升了加工效率和稳定性，同时不需要对加工机床淘汰更换、大修翻新或附加硬件补偿装置，节省了成本。

1.机床导轨高精度加工方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的机床导轨高精度加工方法，其特征在于，所述根据所述精加工余量及各所述分段的所述第一补偿值、所述第二补偿值、所述第三补偿值，对所述第一导轨（1）进行精加工，得到第二导轨（2）包括：

3.根据权利要求1所述的机床导轨高精度加工方法，其特征在于，所述精加工余量为0.1mm。

4.根据权利要求1所述的机床导轨高精度加工方法，其特征在于，所述预定长度为200mm。

5.根据权利要求1所述的机床导轨高精度加工方法，其特征在于，所述通过加工机床对工件的导轨进行粗加工和半精加工之前，通过千分表获取所述加工机床的各运动轴的定位误差，并根据各运动轴的定位误差对所述加工机床进行调试，得到各运动轴的定位误差均小于第一阈值的加工机床；所述第一阈值为0.001mm。

6.根据权利要求2所述的机床导轨高精度加工方法，其特征在于，所述第一精加工刀具采用直径50mm的三齿cbn刀片，所述第二精加工刀具采用直径16mm的8刃整体合金立铣刀。

7.根据权利要求2所述的机床导轨高精度加工方法，其特征在于，所述第一精加工刀具的线速度为220m/min，每齿进给为0.15mm，主轴转速为1400r/min，进给速度为630mm/min。

8.根据权利要求2所述的机床导轨高精度加工方法，其特征在于，所述第二精加工刀具的线速度为150m/min，每齿进给为0.045mm，主轴转速为2985r/min，进给速度为1075mm/min。

9.根据权利要求1所述的机床导轨高精度加工方法，其特征在于，若所述加工机床停机超过第一预设时长，需对所述加工机床进行至少第二预设时长的空载热机，并确保导轨各润滑点充分供油；所述第一预设时长为2小时，所述第二预设时长为0.5小时。