機(jī)床制造者最關(guān)心的莫過于機(jī)床的精度，剛性和使用壽命，對(duì)導(dǎo)軌系統(tǒng)的關(guān)注甚少。但導(dǎo)軌為機(jī)床功能的實(shí)現(xiàn)奠定了可靠的基礎(chǔ)。各種類型的機(jī)床工作部件，都是利用控制軸在指定的導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，那么機(jī)床導(dǎo)軌有哪幾種?機(jī)床設(shè)計(jì)者根據(jù)機(jī)床的類型和用途選用各種不同形式的導(dǎo)軌系統(tǒng)，用得較為廣泛的有下列三種：即平面導(dǎo)軌、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌和循環(huán)滾柱與平面導(dǎo)軌的組合所構(gòu)成的滾動(dòng)體導(dǎo)軌。數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的作用是什么，機(jī)床導(dǎo)軌為什么要鏟花?本文綜述數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的類型與的作用、鏟花的重要性。

　　一、數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的作用是什么

　　盡管導(dǎo)軌系統(tǒng)的形式是多種多樣的，但工作性質(zhì)都是相同的，機(jī)床工作部件在指定導(dǎo)軌系統(tǒng)上移動(dòng)，尤如火車沿著鐵軌在指定的方向上行駛。主要體現(xiàn)如下三種基本功能：

　　1、為承載體的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向;

　　2、為承載體提供光滑的運(yùn)動(dòng)表面;

　　3、把機(jī)床的切削所產(chǎn)生的力傳到地基或床身上，減少產(chǎn)生的沖擊對(duì)被動(dòng)加工零件的影響。沿導(dǎo)軌系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，大多數(shù)為直線運(yùn)動(dòng)，也有少數(shù)為弧線運(yùn)動(dòng)。直線導(dǎo)軌的很多技術(shù)可以直接應(yīng)用弧形導(dǎo)軌。

　　二、機(jī)床導(dǎo)軌有哪幾種類型?

　　機(jī)床制造廠都在盡最大的努力，確保導(dǎo)軌安裝的精確性。導(dǎo)軌被加工前，導(dǎo)軌和工作部件都已經(jīng)過時(shí)效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。為了保證導(dǎo)軌的精度和延長(zhǎng)使用壽命，刮研是一種常用的工藝方法。

　　1、直線導(dǎo)軌

　　新的導(dǎo)軌系統(tǒng)使機(jī)床獲得快速進(jìn)給速度，在主軸轉(zhuǎn)速相同的情況下，快速進(jìn)給是直線導(dǎo)軌的特點(diǎn)。直線導(dǎo)軌與平面導(dǎo)軌一樣，有兩個(gè)基本元件;一個(gè)作為導(dǎo)向的為固定元件，另一個(gè)是移動(dòng)元件。為了保證機(jī)床的精度，床身或立柱少量的刮研是必不可少的，一般情況下，安裝比較簡(jiǎn)單。

　　直線導(dǎo)軌的移動(dòng)元件和固定元件之間不用中間介質(zhì)，而用滾動(dòng)鋼球。因?yàn)闈L動(dòng)鋼球適應(yīng)高速運(yùn)動(dòng)、摩擦系數(shù)小、靈敏度高，滿足運(yùn)動(dòng)部件的工作要求，如機(jī)床的刀架，拖板等。

　　工作時(shí)間過長(zhǎng)，鋼球開始磨損，作用在鋼球上的預(yù)加負(fù)載開始減弱，導(dǎo)致機(jī)床工作部件運(yùn)動(dòng)精度的降低。如果要保持初始精度，必須更換導(dǎo)軌支架，甚至更換導(dǎo)軌。如果導(dǎo)軌系統(tǒng)已有預(yù)加負(fù)載作用。系統(tǒng)精度已喪失，唯一的方法是更換滾動(dòng)元件。

　　2、直線滾柱導(dǎo)軌

　　直線滾柱導(dǎo)軌系統(tǒng)是平面導(dǎo)軌與直線滾柱導(dǎo)軌的組合，用滾柱安裝在平行導(dǎo)軌上，用滾柱代替鋼球承載機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件。優(yōu)點(diǎn)是接觸面積大、承載負(fù)荷大、靈敏度高。從床身尾部看，支架與滾柱置于平面導(dǎo)軌的頂面和側(cè)面，為了獲得高精度，在機(jī)床工作部件和支架內(nèi)面之間，設(shè)置一塊楔板，使預(yù)加負(fù)載作用于支架的側(cè)面。楔板的工作原理與斜鐵相似，工作部件的重量作用于支架的頂面。由于作用在導(dǎo)軌系統(tǒng)上的預(yù)加負(fù)荷是可調(diào)的，為此楔板的損失得到補(bǔ)償，這一特點(diǎn)被廣泛用于中型或大型機(jī)床上，因?yàn)樗鼘?duì)CNC指令反應(yīng)靈敏，承受負(fù)荷大，直線滾柱導(dǎo)軌系統(tǒng)比傳統(tǒng)的平面導(dǎo)機(jī)能經(jīng)受高速運(yùn)轉(zhuǎn)，改善機(jī)床的性能。

　　3、鑲鋼導(dǎo)軌

　　機(jī)床上最常用的導(dǎo)軌形式是鑲鋼導(dǎo)軌，它的使用已有很長(zhǎng)的歷史。鑲鋼導(dǎo)軌是導(dǎo)軌系統(tǒng)的固定元件，其截面為矩形。它可水平裝在機(jī)床的床身上，也可以與床身鑄成一體，分別被稱為鑲鋼式或整體式。鑲鋼式導(dǎo)軌是由鋼制成的，經(jīng)淬硬和磨削。硬度在洛氏硬度60度以上、把鑲鋼導(dǎo)軌用螺釘或粘結(jié)劑(環(huán)氧樹脂)貼在機(jī)床床身或經(jīng)刮研的立柱配合表面上，確保導(dǎo)軌獲得最佳的平面度。這種形式，維修更換方便、簡(jiǎn)單，很受維修工人的歡迎。

　　4、滑動(dòng)導(dǎo)軌

　　傳統(tǒng)導(dǎo)軌的發(fā)展，首先表現(xiàn)在滑動(dòng)元件和導(dǎo)軌形式上，滑動(dòng)導(dǎo)軌的特點(diǎn)是導(dǎo)軌和滑動(dòng)件之間使用了介質(zhì)，形式的不同在于選擇不同的介質(zhì)。

　　液壓被廣泛用于許多導(dǎo)軌系統(tǒng)。靜壓導(dǎo)軌是其中的一種，液壓油在壓力作用下，進(jìn)入滑動(dòng)元件的溝槽，在導(dǎo)軌和滑動(dòng)元件之間形成油膜，把導(dǎo)軌和移動(dòng)元件隔開，這樣大大減少移動(dòng)元件的摩擦力。靜壓導(dǎo)軌對(duì)大負(fù)荷是極其有效的，對(duì)偏心負(fù)荷有補(bǔ)償作用。鈦浩機(jī)械是以回轉(zhuǎn)頂尖、絲杠、機(jī)床主軸、軸加工、高精刀柄、刀桿、彈性?shī)A頭、非標(biāo)件加工、機(jī)床接桿為公司的主打產(chǎn)品!例如：一個(gè)大型的砂型箱在加工時(shí)，正好走到機(jī)床行程的末端，負(fù)載導(dǎo)軌能夠增大油壓，使導(dǎo)軌準(zhǔn)確地保持著水平負(fù)載的狀態(tài)。有的臥式鏜銑床使用這種技術(shù)補(bǔ)償深孔加工時(shí)主軸轉(zhuǎn)速的下降。

　　利用油作為介質(zhì)的另一種導(dǎo)軌形式是動(dòng)壓導(dǎo)軌，動(dòng)壓導(dǎo)軌與靜壓導(dǎo)軌的不同點(diǎn)是：油不是在壓力下起作用的，它利用油的粘度來(lái)避免移動(dòng)元件和導(dǎo)軌之間的直接接觸，優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省液壓油泵。

　　空氣也可以用于移動(dòng)元件和導(dǎo)軌之間的介質(zhì)，它也有兩種形式，氣動(dòng)靜壓導(dǎo)軌和氣動(dòng)動(dòng)壓導(dǎo)軌，工作原理與液壓導(dǎo)軌相同。

　　5、其它形式的導(dǎo)軌

　　機(jī)床上常用的另一種導(dǎo)軌形式是燕尾槽導(dǎo)軌，一般用于機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的定位。例如：車削中心的尾架，導(dǎo)軌系統(tǒng)可以使尾架在上面移動(dòng)或者移到要求的位置去支承被加工零件，然后迅速夾緊。機(jī)床很多附件，如定位工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)或旋轉(zhuǎn)軸等，也采用燕尾槽導(dǎo)軌作為定位元件。然后夾緊在要求的位置上。如果機(jī)床往復(fù)行程較長(zhǎng)，則采用V型導(dǎo)軟，如平面磨床和刨床等。優(yōu)點(diǎn)是V型導(dǎo)軌系統(tǒng)導(dǎo)向性好，能承受重力切削。有的采用V型導(dǎo)軌和平面導(dǎo)軌相結(jié)合的形式，V型導(dǎo)軌作為導(dǎo)向，平面導(dǎo)軌作為支承體。

　　為了保證導(dǎo)軌系統(tǒng)的壽命。維修是很關(guān)鍵的。導(dǎo)軌是機(jī)床的精密部件之一，不可能100%有防塵保護(hù)，灰塵污染大。因此、用戶要定期檢查、維護(hù)。直線導(dǎo)軌和直線滾柱導(dǎo)柱要求定期潤(rùn)滑，很多直線導(dǎo)軌系統(tǒng)的鋼球和滾柱部分都安裝有油脂接頭與支架相連接。無(wú)論采用什么形式的導(dǎo)軌系統(tǒng)，保持滾動(dòng)元件的良好潤(rùn)滑，能減少導(dǎo)軌系統(tǒng)的磨損，延長(zhǎng)機(jī)床精度的保持時(shí)間。

　　機(jī)床導(dǎo)軌為什么要鏟花?而且得手工鏟花

　　鏟花是一種比木雕還要難的技藝，它是精密工具機(jī)能有基本準(zhǔn)確度的起點(diǎn)，鏟花排除了我們對(duì)其他工具機(jī)的依賴，也可以消除由夾持力和熱能所造成的偏差。

　　鏟花的軌道比較不會(huì)磨耗─這要?dú)w功于優(yōu)良的潤(rùn)滑效果。鏟花技術(shù)人員需要懂得許多種技術(shù)，但唯有經(jīng)驗(yàn)才能讓他掌握達(dá)到那種精確整平的感覺。

　　當(dāng)你經(jīng)過一家工具機(jī)制造廠，看到技師們用手工在做鏟花的時(shí)候，你會(huì)禁不住地納悶道：

　　"他們真的能靠著鏟花來(lái)改善目前這些經(jīng)過機(jī)器加工的表面嗎?(人會(huì)比機(jī)器還要厲害嗎?)"

　　如果你指的純粹是它的外表，那么我們的答案是"不能"，我們不會(huì)做得更漂亮，但為什么還要去鏟花?當(dāng)然有它的理由，其中一個(gè)理由是人的因素：工具機(jī)的目的是用來(lái)制造其它的工具機(jī)，但它永遠(yuǎn)無(wú)法復(fù)制出一個(gè)比原件還要準(zhǔn)確的產(chǎn)品.因此，想要做出一個(gè)比原來(lái)的機(jī)器還要準(zhǔn)確的機(jī)器，就必須要有新的一個(gè)起點(diǎn)，也就是說，我們必須從人為的努力開始;就這個(gè)案例來(lái)說，人為的努力指的就是用手工來(lái)鏟花。

　　鏟花并不是"徒手"、"隨心所欲"的作業(yè)，它其實(shí)是一種復(fù)制的方法，幾近完美地復(fù)制出母體，這個(gè)母體是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)平面，也是用手工打造出來(lái)的。

　　鏟花雖然辛苦費(fèi)力，但它卻是一項(xiàng)技藝(藝術(shù)層級(jí)的技術(shù));要訓(xùn)練出一個(gè)鏟花師傅或許比訓(xùn)練出木雕師傅更不容易，市面上探討這一個(gè)主題的書籍并不多見，特別是討論"為何要鏟花這方面的資料更少。這也許就是鏟花被視為一門藝術(shù)的原因吧。

　　從何處開始?

　　如果一位制造者決定用磨床來(lái)研磨而不用鏟花，他的「母機(jī)」磨床的導(dǎo)軌的精確度必須要高于新做的磨床。

　　那么，第一部機(jī)器的精確度來(lái)自哪里呢?

　　必然是來(lái)自一部更精確的機(jī)器，或者要依賴一個(gè)能產(chǎn)生真正平整表面的其它方法，也或許就是從一個(gè)已經(jīng)做得很好的平整表面復(fù)制而來(lái)。

　　我們可以用三種畫圓圈的方法來(lái)說明表面的產(chǎn)生過程(雖然圓圈是線條而不是表面，但可以引用來(lái)說明觀念)。一個(gè)工匠可以用一個(gè)普通的圓規(guī)畫出一個(gè)完美的圓圈;如果他用鉛筆沿著塑料模版上的一個(gè)圓洞描繪的話，他就會(huì)把圓洞不準(zhǔn)確的地方全部復(fù)制出來(lái);如果他是徒手畫圓的話，圓圈的準(zhǔn)確度就決定于他有限的技巧了。

　　理論上，一個(gè)完美平整的表面可以由三個(gè)表面的交替磨擦(抹磨Lapping)而產(chǎn)生。為了簡(jiǎn)單起見，我們姑且用三塊各有一個(gè)相當(dāng)平坦面的巖石加以說明。如果你以隨機(jī)的順序交替磨擦這三個(gè)平面，你會(huì)把這三個(gè)平面磨得越來(lái)越平整。如果你只用兩塊巖石磨擦，你就會(huì)得到一個(gè)一凹一凸的交配對(duì)。在實(shí)務(wù)上，除了會(huì)使用鏟花取代(抹磨Lapping)之外，也會(huì)遵循一個(gè)明確的配對(duì)順序，鏟花師傅一般都用這個(gè)規(guī)則來(lái)做他要使用的標(biāo)準(zhǔn)治具(直規(guī)或平板)。

　　在使用時(shí)，鏟花師傅會(huì)先把顯色劑涂在標(biāo)準(zhǔn)治具上，然后把它放在工件表面上滑動(dòng)，讓需要被鏟掉的地方顯露出來(lái)。他一直重復(fù)這個(gè)動(dòng)作，工件表面就會(huì)越來(lái)越接近標(biāo)準(zhǔn)治具，最后能很完美地復(fù)制出跟標(biāo)準(zhǔn)治具一樣的作品。

　　要鏟花的鑄件通常都是先用銑削加工到比最終尺寸多千分之幾的范圍之后，送去熱處理，把殘余的壓力釋放出來(lái)，然后在鏟花之前送回來(lái)做清修表面的研磨。雖然鏟花要耗費(fèi)許多時(shí)間和高勞力成本，但鏟花可以取代需要高設(shè)備成本的制程，若不想用鏟花作業(yè)來(lái)替代，工件就必須用精度很高而且很昂貴的機(jī)器來(lái)進(jìn)行最后的精修加工。

　　在最后階段做精修加工除了牽涉到高成本的設(shè)備以外，還有一個(gè)因素需要考慮，零件加工時(shí)，特別是大型鑄件，往往必需進(jìn)行一些重力夾持的動(dòng)作，當(dāng)加工達(dá)到千分之幾的精密度時(shí)，這種夾持的作用力往往造成工件的扭曲，以至于危及工件在松開夾持力之后的準(zhǔn)確度;加工時(shí)產(chǎn)生的熱也會(huì)造成工件的扭曲。

　　這就是鏟花的許多優(yōu)點(diǎn)之一，鏟花既沒有夾持作用力，它所產(chǎn)生的熱也幾乎等于零。鑄鐵是用三個(gè)點(diǎn)來(lái)支撐，以確保它不會(huì)因本身的重量而變形。

　　工具機(jī)的鏟花軌道磨損時(shí)，它還可以透過再鏟花重新修正，跟把機(jī)器丟棄或者送廠拆卸再加工來(lái)比，這是一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)。

　　當(dāng)一個(gè)工具機(jī)的軌道需要再鏟花時(shí)，這個(gè)工作可由工廠的維修人員擔(dān)任，但我們也可以在當(dāng)?shù)卣胰藖?lái)做再鏟花的工作。

　　在某些情況下，可以使用手動(dòng)鏟花和電動(dòng)鏟花來(lái)獲得最后需要的幾何精度。如果有一組工作臺(tái)和鞍座的軌道已經(jīng)鏟平，而且精度已經(jīng)符合要求，卻發(fā)現(xiàn)工作臺(tái)對(duì)主軸的平行度不合規(guī)定(要花很多功夫去矯正)，你能想象只用一個(gè)鏟花機(jī)，在不喪失平整度，又能適當(dāng)?shù)丶m正對(duì)位誤差的情況下，可以在正確的位置上去除正確數(shù)量的金屬，需要什么程度的技術(shù)嗎?

　　這當(dāng)然不是鏟花的最初目的，也不應(yīng)該做為矯正大型對(duì)位誤差的方法，但是，一個(gè)技術(shù)純熟的鏟花師傅，卻可以在令人驚訝的短時(shí)間內(nèi)完成這一類的矯正。這種方法雖然需要熟練的技術(shù)，但比起把一大堆零件都加工到非常準(zhǔn)確，或?yàn)榱朔乐箤?duì)位誤差而去做一些可靠或可調(diào)整的設(shè)計(jì)來(lái)說，這種方法更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

　　潤(rùn)滑的改善

　　實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)證明鏟花軌道可以透過較佳質(zhì)量的潤(rùn)滑而減少磨擦，但大家對(duì)其原因?yàn)楹螀s莫衷一是。最普遍的意見是，鏟花低點(diǎn)(或更明確的說法，削出來(lái)的凹坑，為潤(rùn)滑而多做的油袋)提供了許多微小的儲(chǔ)油口袋，這些油會(huì)被周遭許多微小的高點(diǎn)刮出來(lái)。

　　另一種邏輯化的說法是，它讓我們能持續(xù)地保持一層油膜，讓移動(dòng)件浮在油膜上，這是所有潤(rùn)滑的目標(biāo)。這種情況之所以發(fā)生的主要理由是，這些不規(guī)則的油袋形成了許多留油的空間，讓油不容易跑掉。潤(rùn)滑的理想情況是在兩個(gè)完美的平滑表面間維持一層油膜，但這時(shí)你又得處理防止油流出的問題，或者需要盡快地加以補(bǔ)充。(軌道面上不管有沒有鏟花，通常都會(huì)為了幫助油的分布而制作油溝)。

　　這樣的說法會(huì)讓人質(zhì)疑接觸面積的效果問題。鏟花減少了接觸面積，但卻會(huì)形成均勻的分布，而分布才是重點(diǎn)。兩個(gè)匹配表面越平整，接觸面的分布就越平均。但機(jī)械學(xué)中有一個(gè)「摩擦力與面積無(wú)關(guān)」的原理，這句話的意思是，無(wú)論接觸的面積是10或100平方英吋，都需要相同的作用力才能移動(dòng)工作臺(tái)。(摩耗則又是另外一回事，相同載重下的面積越小，摩耗的速度就越快。)

　　我要說的重點(diǎn)是，我們所追求的是更優(yōu)良的潤(rùn)滑效果，而不是更多或更少的接觸面積。如果潤(rùn)滑效果完美無(wú)瑕的話，軌道面就永遠(yuǎn)不會(huì)磨損。如果一個(gè)工作臺(tái)隨著磨損而有移動(dòng)困難的情形，這可能是與潤(rùn)滑有關(guān)，而無(wú)關(guān)乎接觸的面積。

　　鏟花是怎么做的?

　　此一節(jié)的目的并不在于教導(dǎo)鏟花的藝術(shù)，而是要讓各位對(duì)鏟花的過程有一個(gè)概念。雖然實(shí)際的操作比較困難，但操作背后的觀念卻是相當(dāng)容易。

　　在找出必須刮除的高點(diǎn)之前，先把顯色劑涂在標(biāo)準(zhǔn)治具上(平板或要鏟V型軌時(shí)的直規(guī)治具)，再把涂有顯色劑的標(biāo)準(zhǔn)治具在要鏟的軌道面上摩擦，顯色劑就會(huì)轉(zhuǎn)移到軌道面的高點(diǎn)上，接著再用一個(gè)特別的鏟花工具把顯色的高點(diǎn)鏟除。這樣的動(dòng)作要一直重復(fù)，直到軌道面上呈現(xiàn)出均勻一致的轉(zhuǎn)移為止。

　　一個(gè)鏟花師傅當(dāng)然要懂得各種技術(shù)。我在這里先談其中的兩種。

　　第一個(gè)，我們?cè)谧鲲@色的動(dòng)作之前，通常會(huì)用一把鈍銼刀輕輕地在工件表面磨擦，來(lái)去除毛邊。

　　第二個(gè)，要用刷子或手擦拭表面，絕對(duì)不要用破布擦拭。如果使用布來(lái)擦拭，布留下的細(xì)麻線，就會(huì)在下一次做高點(diǎn)顯色時(shí)造成誤導(dǎo)性的標(biāo)示。

　　鏟花師傅自己會(huì)用標(biāo)準(zhǔn)治具與軌道面比對(duì)的方式來(lái)檢查自己的作品，檢驗(yàn)的人只要告訴鏟花師傅何時(shí)可以停止作業(yè)就夠了，不必為鏟花過程費(fèi)心。(鏟花師傅可以對(duì)自己的工作質(zhì)量負(fù)責(zé))

　　過去我們都有一套標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定每一平方英吋該有幾個(gè)高點(diǎn)，以及總面積該有多少百分比的接觸率;但我們發(fā)現(xiàn)檢查接觸面積幾乎是一件不可能的事，而且現(xiàn)在都由鏟花師傅來(lái)決定每平方英吋應(yīng)有的點(diǎn)數(shù)?？傊?，鏟花師傅一般都會(huì)努力達(dá)到每平方英吋20~30個(gè)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。

　　現(xiàn)在的鏟花過程中，一些整平的作業(yè)都使用電動(dòng)鏟花機(jī)，它們也是一種手工鏟花，但可以排除一些吃力的工作，讓鏟花作業(yè)比較不會(huì)那么累。當(dāng)你在進(jìn)行最精細(xì)的組配作業(yè)時(shí)，手動(dòng)鏟花產(chǎn)生的感覺仍然是無(wú)以取代的。