В связи с растущим спросом на глубокую обработку каменной продукции, точность обработки постоянно повышается, что приводит к более высоким требованиям к производительности камнеобрабатывающих станков. Для удовлетворения потребностей рынка крайне важно разрабатывать новые продукты, адаптированные к требованиям рынка. Камнерезные станки мостового типа, являющиеся типичным представителем камнеобрабатывающей промышленности, пользуются популярностью у пользователей благодаря высокой точности обработки, низкому уровню отказов, простоте эксплуатации и широкой области применения.

 

Существует два распространенных типа конструкции направляющих балок для камнеобрабатывающих станков: один — это комбинация из двух треугольных направляющих. Оба варианта представляют собой открытые направляющие. Направляющие характеристики треугольной направляющей зависят от угла при вершине α. Меньший угол α обеспечивает лучшие направляющие характеристики, но по мере уменьшения угла α увеличивается эквивалентный коэффициент трения поверхности направляющей. Как правило, угол при вершине α треугольной направляющей ограничен 90°.

 

Для тяжелых и крупногабаритных камнеобрабатывающих машин, из-за большей нагрузки, α можно принять равным 110°–120°. При износе поверхности треугольной направляющей, рабочий стол автоматически опускается для компенсации износа. Прямоугольные направляющие обладают высокой жесткостью и относительно просты в обработке, осмотре и обслуживании, но их направляющие характеристики оставляют желать лучшего.

 

Двойные треугольные направляющие обладают высокими направляющими характеристиками и точностью удержания, но из-за избыточного позиционирования их обработка, осмотр и обслуживание более сложны. Камнеобрабатывающие машины работают в суровых условиях; каменная пыль, водяной туман и алмазные частицы легко попадают на поверхность направляющей во время резки. Поскольку пиление — это ресурсоемкий процесс резки, это усугубляет износ поверхности направляющей. В настоящее время в некоторых поперечных балках камнеобрабатывающих машин до сих пор используется конструкция с двойными треугольными направляющими для компенсации износа направляющей. При проектировании и изготовлении направляющих рельсов необходимо соблюдать следующие требования:

 

1. Точность направляющего движения

 

Направляющая рельса должна обладать достаточной точностью направляющего движения при перемещении без нагрузки и в условиях резки, чтобы обеспечить точность перемещения направляющей рельсы. Это является необходимым условием для обеспечения качества работы направляющей рельсы. Основные факторы, влияющие на точность направляющего движения, включают: конструктивную форму направляющей рельсы, геометрическую точность и точность контакта направляющей рельсы, жесткость направляющей рельсы и компонентов основания, толщину масляной пленки и жесткость направляющей рельсы, а также термическую деформацию направляющей рельсы и компонентов основания.

(1) Геометрическая точность

 

Геометрическая точность линейных направляющих обычно включает: прямолинейность направляющей в вертикальной плоскости (обозначается как точность класса А), прямолинейность направляющей в горизонтальной плоскости (обозначается как точность класса В) и параллельность между двумя поверхностями направляющей, также называемую крутильной точностью (обозначается как точность класса С). Классы A и B определяют прямолинейность направляющей на метр длины и прямолинейность направляющей по всей ее длине. Класс C определяет значение кручения между двумя поверхностями направляющей на метр длины и по всей длине направляющей. Допуски для вышеуказанных трех классов (A, B и C) можно найти в соответствующих стандартах контроля точности станков.

 

(2) Точность контакта

 

Для поверхностей направляющих, которые были прецизионно обработаны рубанком, шлифованы или зачищены, точность контакта проверяется в соответствии с JB2278-78 с использованием метода окрашивания, измеряемого в процентах от площади контактной поверхности или количестве точек контакта в области 25×25 (мм).

 

2. Сохранение точности

 

Сохранение точности в основном определяется износостойкостью направляющей, которая связана с фрикционными свойствами направляющей, ее материалами, производственными процессами и условиями напряжений. Кроме того, остаточные напряжения в направляющей и базовых компонентах могут вызывать ползучесть, влияя на сохранение точности. Износ является основным фактором, влияющим на сохранение точности. Повышение износостойкости для поддержания точности — ключевой аспект повышения качества станков и важная область научных исследований. Многие факторы способствуют повышению износостойкости, требуя всестороннего рассмотрения конструкции, производственных процессов, материалов, термообработки и условий эксплуатации.

 

Данное исследование в основном сосредоточено на аспектах проектирования. Основной подход к повышению износостойкости с точки зрения проектирования заключается в следующем: стремиться к минимальному износу; если износ неизбежен, стремиться к минимальному и равномерному износу и обеспечивать компенсационный износ после каждого цикла износа для продления срока службы.