参数:床身回转直径400mm，最大工件长度750mm，最大车削长度650mm，主机轮廓尺寸(长X宽X高)2418_X 1000_X 1267_，尾座导轨长度350mm，溜板箱导轨长度340mm,导轨总长1350mm。
[0034]实施例一。
[0035]本发明实施例提供CA6140普通车床复合微织构导轨制备方法，步骤为:步骤1，CA6140普通车床，导轨类型为矩形滑动导轨，复合微形貌类型选用球冠状，微形貌具体参数:凹坑直径8d=100-500um,凹坑深度5h=l_50um,凸肩直径7D=50_450um,凸肩高度6H=l-70um，微凸起形貌平顶直径9为5_500um，形貌间距4S=200_1500um，复合微造型的面积占有率15%-65%。
[0036]步骤2，导轨表面2进行激光微加工之前需要经过前处理工艺，前处理工艺采用磨削加工，使导轨表面2精度达到激光微加工的要求，表面粗糙度参数:轮廓的算术平均偏差Ra ( 0.8um，轮廓的最大高度Rz ( 3.2um，几何公差:直线度和平面度均要求彡0.0lum。
[0037]步骤3，导轨表面2复合微形貌分区优化设计，如图10所示车床导轨分区图，由于车床导轨纵向两端有一段距离为导轨工作盲区，此部分为轻度磨损区a区，其形貌分布区域为导轨纵向两边缘位置向导轨中间偏移100mm，复合微形貌具体参数为:凹坑直径8d=100-500um,凹坑深度5h=l-50um,凸肩直径7D=50-450um,凸肩高度6H=l-70um,微凸起形貌平顶直径9为5-500um，形貌间距4S=200_1500um，面积占有率为15%_30% ;由于车床加工过程中溜板箱移动轨迹集中在靠近车头箱部分，因此车床导轨磨损严重区为靠近车头箱部分，此部分为重度磨损区b区，其形貌分布沿导轨纵向长度为755mm，复合微形貌具体参数为:凹坑直径8d=100-500um,凹坑深度5h=l-50um,凸肩直径7D=50-450um,凸肩高度6H=l-70um，微凸起形貌平顶直径9为5_500um，形貌间距4S=200_1500um，面积占有率为45%-65% ;靠近尾座部分的导轨磨损较少，此部位为中度磨损区，其形貌分布沿导轨纵向长度为395mm，复合微形貌具体参数为:凹坑直径8d=100_500um，凹坑深度5h=l_50um，凸肩直径7D=50-450um，凸肩高度6H=l_70um，微凸起形貌平顶直径9为5_500um，形貌间距4S=200-1500um，面积占有率为30%_45% ;因此，导轨表面复合微形貌主要分为三个区域，a区为导轨纵向两边缘部分，b区为靠近车头箱部分，c区为靠近车床尾座部分。
[0038]步骤4，采用二级管泵浦YAG激光器，激光加工的参数为:激光波长532nm或1064nm，离焦量[-1.2，1.2]mm，脉冲宽度0.5ms，脉冲频率l-ΙΟΚΗζ，激光能量密度为:104-106W/cm2，辅助气体为氮气，辅助气体吹气角度与工件法向呈0° -60°。
[0039]步骤5，激光微加工的后处理工艺，即在导轨表面2进行抛光处理，经由抛光去除复合微形貌顶部的尖峰，得到平顶状微凸起形貌12，抛光工艺的参数为:结合剂为树脂，材质绿色碳化，粒度320#的中软砂条，压力0.8-1.0MPa,时间10_25s。
[0040]步骤6，经抛光工艺后对导轨表面2进行刮研，粗刮采用长刮刀，刮研行程在10mm-15mm之间，刀痕宽度1mm,刮刀痕迹顺向，成片不重复，当表面粗糙度Ra ( 0.8um结束粗刮；细刮就是采用短刮刀，刮研行程在10-12mm，刀痕宽度6mm，细刮必须定向进行，当直线度和平面度均要求彡0.0lum，表面粗糙度Ra ( 0.8um,即可结束刮研。
[0041]实施例二。
[0042]实施例二与实施例一的不同之处在于，复合微形貌类型为火山口型，火山口型为中间凹周围凸的复合微形貌，具体形貌几何参数为:凹坑直径8d=100-500um，凹坑深度5h=l-50um，凸肩高度6H=l-70um，微凸起形貌平顶直径9为100_550um，形貌间距4S=200-1500um,复合微造型的面积占有率15%_65%。
[0043]实施例三。
[0044]实施例三，如图7所示，本发明复合微形貌应用于三角形导轨的静导轨16上，对应的是三角形导轨的动导轨15。
[0045]实施例四。
[0046]实施例四，如图8所示，本发明复合微形貌应用于燕尾形导轨的静导轨18上，对应的是燕尾形导轨的动导轨17。
[0047]上述实例只是为了说明本发明，而不是对本发明进行限制，对本发明所作的修改和改变，都应在本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种复合微织构导轨，其特征在于，在导轨承载及相对运动表面加工分布规则的复合微形貌，所述复合微形貌同时具有微凹腔(3)和微凸起(I)。
2.根据权利要求1所述的一种复合微织构导轨，其特征在于，所述复合微形貌为火山口型，所述的火山口型为中间凹周围凸的复合微形貌，具体形貌几何参数为:凹坑直径(8)d=100-500um,凹坑深度(5 ) h=l_50um，凸肩高度(6 ) H=l_70um，微凸起形貌平顶直径(9 )为100-550um，形貌间距(4) S=200_1500um。
3.根据权利要求1所述的一种复合微织构导轨，其特征在于，所述复合微形貌为球冠型，所述的球冠型为中间凸周围凹的复合微形貌，具体形貌几何参数为:凹坑直径(8)d=100-500um,凹坑深度(5)h=l_50um,凸肩直径(7)D=50_450um,凸肩高度(6)H=l_70um,微凸起形貌平顶直径(9)为5-500um，形貌间距(4) S=200_1500um。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种复合微织构导轨，其特征在于，复合微形貌只存在于部分导轨表面(2)，根据导轨表面(2)各区域磨损量的不同将导轨表面(2)分为轻度磨损区域、中度磨损区域和重度磨损区域，轻度磨损区域的微形貌面积占有率为15%-30%，中度磨损区域的微形貌面积占有率为3 O%-4 5 %，重度磨损区域的微形貌面积占有率为45%-65%，所述面积占有率为凹坑直径(8)圆的面积比上形貌间距(4)的平方。
5.一种复合微织构导轨的制作方法，包括以下步骤: A)导轨表面(2)复合微织构工艺之前，需进行磨削加工，磨削加工后所达到的表面粗糙度参数范围为:轮廓的算术平均偏差Ra ( 0.8um，轮廓的最大高度Rz ( 3.2um，几何公差:直线度和平面度均要求彡0.0lum ； B)对导轨表面(2)进行复合微形貌分布设计，划分磨损区域，不同磨损区域微形貌分布为:重度磨损区微形貌面积占有率为45%-65%，中度磨损区域的微形貌面积占有率为30%-45%，轻度磨损区域的微形貌面积占有率为15%-30% ； C)利用YAG激光器对磨削加工后导轨表面(2)进行复合微形貌加工，具体激光加工参数:激光波长532nm或1064nm，离焦量[-1.2，1.2]mm,脉冲宽度0.5ms,脉冲频率1-lOKHz，激光能量密度为:104-106W/cm2，辅助气体为氮气，辅助气体吹气角度与工件法向呈0° -60°，加工表面硬化层(14)的厚度为20-100um; D)激光微造型的后处理工艺，在导轨表面(2)进行抛光处理，经由抛光去除复合微形貌顶部的尖峰，得到平顶状微凸起形貌(12)，抛光工艺的参数为:结合剂为树脂，材质绿色碳化，粒度320#的中软砂条，压力0.8-1.0MPa，时间10_25s ； E)根据权利要求1、2或3所述的一种复合微织构导轨，其特征在于经抛光工艺后对织构化导轨表面(2)进行刮研；粗刮采用长刮刀，刮研行程在10mm-15mm之间，刀痕宽度10mm，刮刀痕迹顺向，成片不重复；细刮采用短刮刀，刮研行程在10-12mm，刀痕宽度6mm，细刮必须定向进行。
【专利摘要】本发明公开了一种复合微织构导轨的设计方法，通过激光在导轨工作表面主动加工有序分布的复合微形貌，复合微形貌的几何参数为：凹坑直径d=100-500um，凹坑深度h=1-50um，凸肩直径D=50-450um，凸肩高度H=1-70um，微凸起形貌平顶直径为5-550um，面积占有率为15%-65%，形貌间距S=200-1500um。本发明导轨表面的动静摩擦得以平衡，爬行现象得到有效抑制，寿命和稳定性明显提高，加工质量改善。
【IPC分类】B23P15-00, B23Q1-01
【公开号】CN104551701
【申请号】CN201410414042
【发明人】符永宏, 王林森, 康正阳, 符昊, 纪敬虎
【申请人】江苏大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年8月21日