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导轨直线度精度提升的工艺方法研究

首页 > 新闻中心 > 技术资料    发布时间:2018/5/3 15:14:34 点击量:

 摘 要:通过对数控机床导轨直线度测量方法分析,研究直线度精密测量的工艺原理与方法,并以VMC0955D床身作实例分析利用设计工装工具及测量方法进行直线度精修,从而提高数控机床直线轴的整体精度。

  关键词:直线度;精密测量;工装设计
  随着我国制造业的迅猛发展,各行业技术要求不断提高,机床的性能指标也随着水涨船高,机床精度的提高成了攻克难关的重要方向。而导轨直线度就是其中重要的几何精度指标。以往我们生产中小型数控机床各轴直线度精度要求值基本在0.01mm-0.012mm之间,主要关键大型零件装配前的直线导轨结合面加工精度单一导轨直线度要求小于0.01mm左右,两导轨平行度小于0.01mm左右。
  受加工设备精度能力所限,如需进一步提高主要关键件直线导轨接合面直线度精度是十分困难的,而现阶段为了使数控机床装配几何精度提高到μ级,就只有利用装配调整的方法来实现了。在实际装配中直线导轨精度误差高点的位置测量是个较困难的问题,普通水平仪的常规测量方法无法测量到导轨面扭曲的变化规律,以至于无法准确找到高点,只是测量到延导轨方向的导轨面变化情况。
  我们用常规测量方法测量,确定整段直线导轨的高点区域。利用专用工装和横纵向导轨直线度同时测量的方法进行测量和数据分析,经过反复实验获得相对满意收效。具体方法内容如下。
  1 工装设计
  根据测量方案要求,设计工装为T字型结构。两个200mm长水平仪接触面与导轨接触基准面A平行度≤0.005mm全长。导轨接触面平面度要求≤0.005mm。
  2 常规测量
  首先将加工合格床身吊落在装配基础上,调整机床安装水平至要求。选用电子水平仪(电子水平仪精度为0.001mm/m。200mm长)。用排列水平仪方法,测量床身导轨直线度,全程测量各点数值,并做好记录。测量数据见表1。
  3 直线度值评定计算及分析
  根据国家直线度误差检测标准规定,用最小包容区域法评定法,采用旋转法进行计算。得出此床身主导轨直线度全长为0.011mm,详细计算过程如下。
  1)写出测量读数,得到(1),见表1。
  2)求出读数累积值,得到(2)。
  3)计算并设定旋转量旋转。
  4)旋转后得到(4)。用最小包容区域的判别准则鉴别,如不符合最小区域则继续旋转。
  5)旋转后符合相间准则(7)。
  6)计算直线度误差(8)。
  从表1分析,根据旋转计算得出的各段直线度值,确定导轨直线度值最高点在第四段与第七段之间。
  4 高点区域精密测量
  首先拆卸直线导轨,将两电子水平仪和专用T型工装相互垂直放置在直线导轨正基准结合面上,侧基面靠紧,要求0.002m塞尺不入。根据初步测量得出的高点,在第四到第七段之间,利用专用工装,通过两次测量点首尾相接的方式,全程测量各段数值,并对两个电子水平仪显示的数值做好记录。同样通过旋转计算,得出第四段至第七段直线度全长为0.008mm。
  5 精密测量数据处理
  6 调整
  因测量位置较精确,并且误差面积小,所以我们选用平面刮刀适量修整,通过这种测量调整方法,单根导轨结合基面装上直线导轨后的直线度,最终测量结果为0.006mm。同比调整前单根导轨直线度提高45%。在随后的整机精度检验时,我们同样进行了导轨综合直线度测量,最终的综合直线度达到0.003mm。
  7 小结
  此测量计算及修整方法提高了机床主要关键件直线导轨结合基面直线度精度。经过在VMC0645h产品上的应用证明,相对原相应项综合直线度精度提高70%左右。上述关于提高数控机床主要关键件直线导轨结合基面直线度的调整方法,实用、修正精度准确、可靠,可行。
  参考文献
  [1]吕爱民.一种新的直线度测量方法[J].测试技术学报.
  [2]田克华.互换性与测量技术基础[M].哈尔滨工业大学出版社,1996.
  [3]李鹏辉.基于测量校正的直线导轨安装技术[M].湖北工业大学出版社,2010.
  [4]朱正辉.几何量计量[M].北京:原子能出版社,2002:278-283.
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