静压导轨技术

作者：哈挺机床（上海）有限公司总工程师 邱智 博士

欢迎访问e展厅 展厅 2 车床/数控车床展厅 数控车床, 普通车床, 立式车床, 卧式车床, 车削中心, ... 众所周知，哈挺QUEST CNC精密车床和超精密（Super precision）车床,已是业界顶尖的车床产品，在哈挺超精密车床上配置静压导轨更能强化机器的超高精度和增进硬切削的功能。 未来全球的机床发展趋势将会是高速化，超精密，纳米化和信息化，同时生态环保的理念也会逐渐普及在新一代机床设计上。 哈挺公司在超精度创新技术上，将新研发的静压导轨技术配置在其QUEST CNC车床。静压导轨是哈挺公司众多的技术专利之一，其基本原理就像磁悬浮列车。静压导轨是用液压支撑滑块移动，磁浮是利用磁场力让列车悬浮。静压导轨的滑块被导轨上的高压油膜层支撑，在不与导轨碰触的状况下很平稳地快速移动，不会产生任何磨耗。静压导轨的功能表现远远超越传统的硬轨或滚珠（滚柱），这些传统的移动部件都是靠金属和金属的接触产生磨擦力，也导致磨损。 哈挺的QUEST CNC车床所配置的静压导轨提供了下列优越的功能： · 超优的吸振效果。 · 增强硬切削（HardTurning）的功能。 · 对机器误撞机的防护。 · 增长刀具寿命。 · 延长机器寿命。 · 提升各轴移动速度。 · 增进切削圆度。 · 改善切削表面粗糙度。 静压导轨工作原理 液压油由外部的液压动力系统传输至每个液压滑块内，每个滑块配置6个油承座，凭借高压油支撑滑块均匀地悬浮于滑轨上。当切削力增大时，油承座内的油压力也成正比例的增加，实现了自动补偿功能，使切削力和油压支撑力达到相对应的平衡。循环后的液压油由滑块端以常压状态回流至油箱，可重复使用。 液压自动补偿功能 在一般情况下，滑块内油承座的油压保持在稳定的状态，滑块和滑轨的间隙也保持一定的间距。当切削力增大，对支撑的油承座产生较大的压力，滑块和滑轨间隙因切削力而变窄，油承座内的油压就会成正比例地增压。这现象所产生的自动补偿增压可避免滑块，滑轨的间隙消失，进而防止滑块和滑轨间的接触磨损。油压自动补偿功能也提供了哈挺硬切削（Hard Turning）的防振功能和撞机的保护。 静压导轨在哈挺机床上的贡献 哈挺精密车床比起其他传统线轨的车床，更能表现其卓越的精密车削能力和多项功能的提升，如刀具损耗降低，机器寿命延长，轴移动速度增加和撞机的保护。 静压导轨的主要优点 特优的避振效果 振动是造成刀具过早损坏的主要原因。机床如有较佳的减振（吸振）结构设计，就可明显地改善刀具寿命和工件的表面粗糙度。哈挺机床在设计上，采用了高阻尼系数的混合材料（Harcrete）床身，加上静压导轨的功能。水泥床身的特性是超优的吸振效果和绝低的热变形量。在哈挺机床上进行非连续切削，可凭借静压导轨的液压和高阻尼系数的Harcrete床身达到显著的减振效果。 增加轴移动速度 哈挺QUEST 8/51和10/65车床配置静压导轨和双导程的滚珠丝杆，可使Z轴速度由38m/min提高至58m/min，更高的移动速度可缩短切削周期时间。 增进工件真圆度 哈挺机床产品中配有静压导轨的超精密车床，其切削真圆度可达到0.00012mm，无配置静压导轨的哈挺超精密车床，其切削真圆度可达0.00038～0.00050mm。 优越的表面粗糙度 哈挺的超精密车床，它的车削表面粗糙度约0.00020mm (Ra), 配置静压导轨的超精密车床，其车削表面粗糙度可达到0.00010mm (Ra)。 防撞效果 经过多次的测试，显示在极高的冲击力下，静压导轨没有任何的损伤。这是因为液压力自动补偿功能可防止滑块和滑轨的接触碰撞，同时减低了意外撞机的损坏。 显著延长刀具寿命和表面粗糙度 哈挺的切削测试是使用硬化后的工件进行非连续性的切削，结果显示刀具寿命延长达36%，全年度的刀具可节省约29000美元，同时工件表面粗糙度改善43%，从0.00013mm (Ra)的粗糙度提升至0.000076mm (Ra)。 增进硬切削的功能 (Hard Turning) 多年来，哈挺已是业界公认的硬切削专家。硬切削可针对硬度45 ~65 Rc的工件进行切削。静压导轨提升了哈挺硬切削技术至更高的层次。硬切削特别是在非连续性切削中所产生的振动会被大大地降低，因为静压导轨拥有较高的静态刚性和动态刚性。静态刚性是指在额定的负载下，滑块和导轨间的变形量。在切削进行中所产生的动态刚性是指在机器结构本身的自然频率下，所量测的振动振幅大小。因为静压导轨有极佳的防振效果，有助于机器产生极佳的动态刚性。 硬车削（Hard Turning）可局部取代磨削 哈挺的CNC车床加上静压导轨，可提供低振的硬切削效果，令许多工件达到磨削般的质量。这使得硬切削在精益制造中扮演更重要的角色。测试中证明，哈挺的CNC静压导轨车床，可对齿轮和键槽进行非连续性的硬切削，而且非常容易地达到齿轮所需的精密度和表面粗糙度。硬切削的效益和磨削比较优势如下： 显著降低预装置工时，更少的制程和更快的加工周期 硬切削的制程效益：更容易控制切屑量，更多的切屑去除量，可同时进行内圆孔，外圆切削。具有螺纹切削功能，在标配车床上，可完成复杂外形工件的加工。哈挺以标准工件作测试，来比较硬切削和磨削的预装置工时和加工周期时间。测试结果提示工件和刀具时间节省340％，加工周期时间节省达575％。 更有弹性 一般性切削和硬切削可同在一台车床上制程进行。比较硬车削和磨削的效率，你可以轻易达到4：1和6：1高切削去除量。假如工件发生设计变更，在车床上更改制程比在磨床上更改制程容易许多。磨削是一项高成本的加工，因为它的加工周期而且加工准备时间非常耗时。 降低机器固定资产投资 哈挺的QUEST车床价格远低于“同等级”磨床。虽然高级磨床可进行多项研削功能，但价格却远高于车床。另外，磨床的额外配备，如平衡器和修砂轮器，也增加了磨床的成本。如果研磨工件可由切削完成，使用哈挺车床来加工工件，可创造更多利润。 降低刀具库存 硬切削刀具比砂轮便宜许多，而且不占空间。硬切削使用CBN刀片进行切削，可以很轻易地控制切削和快速的切屑去除量。 生态环保 硬车削所产生的切屑比磨削粉末更符合环保条件。硬车削有时不需使用冷却水，可减少污染过的冷却水回收，同时可降低成本。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (5/22/2007)