山東威達(dá)重工股份有限公司 (滕州 277500)張道東

1.主軸箱垂直移動(dòng)的直線度

(1)定義與公差范圍 主軸箱垂直移動(dòng)的直線度是指檢驗(yàn)立柱垂直導(dǎo)軌和主軸箱垂直導(dǎo)軌各自的直線度及兩導(dǎo)軌的配合狀況。如圖1 所示，此項(xiàng)精度在機(jī)床橫向(a 項(xiàng))垂直平面及機(jī)床縱向(b 項(xiàng))垂直平面兩個(gè)平面內(nèi)檢驗(yàn)。在300mm 測(cè)量長(zhǎng)度上，a、b 兩項(xiàng)公差為0.025mm。此項(xiàng)精度超差會(huì)影響被加工表面的直線度。

圖1

(2)檢驗(yàn)方法 檢驗(yàn)時(shí)工作臺(tái)位于縱橫行程的中間位置。為避免產(chǎn)生測(cè)量誤差，將不運(yùn)動(dòng)的部件鎖緊。角尺放在工作臺(tái)面上，下面可以墊調(diào)整塊，在測(cè)量橫向垂直平面時(shí)角尺檢驗(yàn)面應(yīng)與中央T 槽平行，在測(cè)量縱向垂直時(shí)角尺檢驗(yàn)面應(yīng)與中央T 槽垂直。將百分表架固定在主軸箱的已加工表面上，使其測(cè)頭觸及角尺的檢驗(yàn)面，移動(dòng)主軸箱，并調(diào)整可調(diào)墊塊，使角尺上下兩端處百分表讀數(shù)為零，最后移動(dòng)主軸箱，觀察在角尺的全長(zhǎng)上的讀數(shù)。

a、b 兩項(xiàng)誤差分別計(jì)算。在角尺全長(zhǎng)上，百分表讀數(shù)的最大差值就是直線度誤差。

(3)調(diào)整方法 該項(xiàng)精度如超差，需修整立柱垂直導(dǎo)軌的直線度，并且與主軸箱導(dǎo)軌合嚴(yán)。

2.工作臺(tái)面對(duì)主軸箱垂直移動(dòng)的垂直度

(1)定義與公差范圍 工作臺(tái)面對(duì)主軸箱垂直移動(dòng)的垂直度如圖2 所示，此項(xiàng)精度在兩個(gè)平面(機(jī)床橫向垂直平面和機(jī)床縱向垂直平面)內(nèi)檢驗(yàn)。

圖2

在主軸箱全行程測(cè)量，任意300mm 測(cè)量長(zhǎng)度上，a、b 兩項(xiàng)公差為0.025mm。此項(xiàng)精度超差會(huì)影響被加工表面的直線度。

對(duì)于橫向垂直平面，要求只允許工作臺(tái)抬頭，這樣可以將切削力作用下的變形抵消一部分。判斷工作臺(tái)是否抬頭，是看角尺上端向哪個(gè)方向偏，當(dāng)主軸箱上升時(shí)出現(xiàn)減表，即百分表測(cè)頭向外移動(dòng)，表針逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，讀數(shù)減小，就是工作臺(tái)抬頭。

(2)檢驗(yàn)方法 與第1 項(xiàng)大致相同。區(qū)別是角尺放在工作臺(tái)面上，不墊墊塊。將主軸箱移動(dòng)到行程的中間和兩端的三個(gè)位置，夾緊后讀數(shù)，百分表讀數(shù)的最大差值就是垂直度誤差。

(3)調(diào)整方法 影響此項(xiàng)精度的有關(guān)因素是:工作臺(tái)面橫向與導(dǎo)軌的平行度，滑鞍上下面的平行度，床身導(dǎo)軌與立柱導(dǎo)軌的垂直度。這些因素就是此項(xiàng)裝配精度尺寸鏈的組成環(huán)。如果單從此項(xiàng)精度來(lái)考慮，應(yīng)選擇易于修配的部位為修配件，可是此項(xiàng)精度與后面的第4 項(xiàng)精度有關(guān)。此項(xiàng)精度超差后應(yīng)修整滑鞍的下滑面。

3.工作臺(tái)面的平面度

(1)定義與公差范圍 工作臺(tái)面的平面度是指檢驗(yàn)測(cè)量基準(zhǔn)工作臺(tái)面的精度，平面度在1 000mm內(nèi)公差為 0.04mm，在任意 300mm 測(cè)量公差為0.02mm。

(2)檢驗(yàn)方法 工作臺(tái)應(yīng)位于縱向和橫向行程的中間位置，將滑鞍與床身導(dǎo)軌鎖緊。

如圖3 所示，將三個(gè)等高量塊分別放在工作臺(tái)面的a、b、c 三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)上，這三點(diǎn)距離工作臺(tái)端部的距離為工作臺(tái)長(zhǎng)度的2/9，將1m 長(zhǎng)的平尺放在a-c等高量塊上，并在工作臺(tái)中部e 點(diǎn)放一可調(diào)整量塊，使其與平尺下檢驗(yàn)面接觸，再將平尺放在b -e量塊上，在d 點(diǎn)放一可調(diào)整量塊，使其與平尺下檢驗(yàn)面接觸，同樣平尺放在d-c 量塊上，可以確定f點(diǎn)的可調(diào)整量塊，平尺放在b -c 量塊上可以確定g點(diǎn)的可調(diào)整量塊。

圖3

用量塊測(cè)出工作面與平尺檢驗(yàn)面之間的最大與最小距離之差，就是平面度誤差。

此項(xiàng)實(shí)際測(cè)出值是不同方向直線度的最大值。等高塊距工作臺(tái)端部的距離是為減少平尺本身自重所引起的變形的最佳距離，這樣可以減少測(cè)量工具的誤差。

(3)調(diào)整方法 這項(xiàng)精度超差會(huì)影響工件或夾具的底面的定位精度，從而影響加工精度。

如果工作臺(tái)平面度超差，應(yīng)修復(fù)工作臺(tái)面。

如果工作臺(tái)面本身合格，裝配后不合格，則超差是由于工作臺(tái)支承面存在問(wèn)題，此時(shí)應(yīng)修整工作臺(tái)支承面，也就是滑鞍的上導(dǎo)軌面。

4.工作臺(tái)面對(duì)工作臺(tái)移動(dòng)的平行度

(1)定義與公差范圍 如圖4 所示，工作臺(tái)面對(duì)工作臺(tái)移動(dòng)的平行度，應(yīng)分別在工作臺(tái)橫向移動(dòng)(a 項(xiàng))和縱向移動(dòng)(b 項(xiàng))時(shí)檢驗(yàn)。在任意300mm測(cè)量長(zhǎng)度上，橫、縱方向平行度公差均為0.025mm，最大公差值為0.05mm。

圖4

(2)檢驗(yàn)方法 ①工作臺(tái)面對(duì)工作臺(tái)橫向移動(dòng)的平行度。在工作臺(tái)面上放兩個(gè)等高塊，平尺放在等高塊上(與工作臺(tái)橫向移動(dòng)方向平行)。鎖緊主軸箱，在主軸上固定百分表，使其測(cè)頭觸及平尺上檢驗(yàn)面。工作臺(tái)應(yīng)分別處于縱向行程中間或兩端位置，并將工作臺(tái)鎖緊。橫向移動(dòng)工作臺(tái)并讀數(shù)，百分表讀數(shù)的最大差值就是平行度誤差。在兩個(gè)位置測(cè)量中誤差方向相反時(shí)，百分表讀數(shù)的絕對(duì)值之和，為平行度誤差。②工作臺(tái)面對(duì)工作臺(tái)縱向移動(dòng)的平行度。在工作臺(tái)面上，跨中央T 形槽放兩個(gè)等高塊，平尺放在等高塊上，在主軸上固定百分表，使其測(cè)頭觸及平尺上的檢驗(yàn)面。縱向移動(dòng)工作臺(tái)并讀數(shù)，百分表讀數(shù)的最大差值就是平行度誤差。

(3)調(diào)整方法 這項(xiàng)精度超差會(huì)影響被加工表面的平行度(用角鐵夾持工件銑平面還會(huì)影響垂直度)。影響橫向平行度的因素有:工作臺(tái)橫向的平面和導(dǎo)軌的平行度，滑鞍橫向上下導(dǎo)軌面的平行度。故橫向平行度超差時(shí)，修整方法同第2 項(xiàng)精度(如前所述)。如工作臺(tái)與滑鞍上導(dǎo)軌面的接觸不好，也影響該項(xiàng)精度，需先修刮合格。

影響縱向精度的因素主要是工作臺(tái)在縱向的平面與導(dǎo)軌的平行度，故縱向超差時(shí)，只修整工作臺(tái)下面的燕尾形導(dǎo)軌。一般下導(dǎo)軌面凸出 (0.01～0.02)mm/1 000mm，較易合格。

5.主軸端部跳動(dòng)

(1)定義與公差范圍 如圖5 所示，主軸端部跳動(dòng)包括3 項(xiàng):a.主軸定心軸頸徑向跳動(dòng);b.主軸軸向竄動(dòng);c.主軸軸肩支承面跳動(dòng)。c 項(xiàng)實(shí)質(zhì)是檢驗(yàn)主軸軸肩對(duì)主軸旋轉(zhuǎn)軸線的垂直度。它不僅反映主軸端面的跳動(dòng)，還反映出主軸中間軸承裝配精度是否在公差之內(nèi)。由于主軸端面跳動(dòng)量包含著主軸軸向竄動(dòng)量，這樣端跳誤差實(shí)際是主軸軸向竄動(dòng)量與主軸軸肩支承面對(duì)主軸中心線垂直度的向量和。因此，此項(xiàng)應(yīng)在主軸軸向竄動(dòng)檢驗(yàn)之后進(jìn)行，其公差范圍也大于主軸軸向竄動(dòng)量的公差范圍。a、b 項(xiàng)公差均為0.01mm，c 項(xiàng)公差為0.02mm。

圖5

(2)檢驗(yàn)方法 ①將百分表觸頭頂在主軸定心軸頸的表面上，旋轉(zhuǎn)主軸并讀數(shù)，百分表讀數(shù)的最大差值就是徑向跳動(dòng)的誤差。②將平頭百分表觸頭頂在插入主軸錐孔中的短柄檢驗(yàn)棒端面中心孔處的鋼球上，旋轉(zhuǎn)主軸并讀數(shù)，百分表讀數(shù)的最大差值就是軸向竄動(dòng)的誤差。③將百分表觸頭頂在主軸前端面邊緣處，旋轉(zhuǎn)主軸并讀數(shù)，百分表讀數(shù)的最大差值就是支承面跳動(dòng)的誤差。

(3)調(diào)整方法 a 項(xiàng)精度超差將造成刀軸和銑刀的徑向跳動(dòng)以及銑刀振擺。在銑槽時(shí)會(huì)產(chǎn)生錐度，并影響槽寬或槽深及表面粗糙度;b 項(xiàng)精度超差在銑削時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)和影響加工尺寸精度;c 項(xiàng)精度超差會(huì)引起以軸肩支承面為安裝基準(zhǔn)的銑刀的端面跳動(dòng)，從而影響加工精度及表面粗糙度。

a、c 兩項(xiàng)檢驗(yàn)的是裝刀定位面的精度，并與主軸自身精度有關(guān)。故主軸加工精度高，可保證不超差。當(dāng)主軸前軸承間隙大時(shí)，會(huì)引起主軸擺動(dòng)，也會(huì)增大徑向跳動(dòng)量，故a 項(xiàng)超差時(shí)，應(yīng)對(duì)前軸承進(jìn)行調(diào)整。影響b 項(xiàng)誤差的因素主要是主軸軸向定位軸承，故當(dāng)b 項(xiàng)超差時(shí)，應(yīng)調(diào)整主軸后軸承間隙。

6.主軸錐孔軸線的徑向跳動(dòng)

(1)定義與公差范圍 如圖6 所示，主軸錐孔軸線的徑向跳動(dòng)應(yīng)在兩處檢驗(yàn):a 處，靠近主軸端面處;b 處，距主軸端面300mm 處。

此項(xiàng)精度是檢驗(yàn)主軸錐孔軸線與主軸旋轉(zhuǎn)軸線的同軸度，實(shí)質(zhì)是檢驗(yàn)主軸的旋轉(zhuǎn)精度。a 處公差為0.01mm，b 處公差為0.02mm。

圖6

(2)檢驗(yàn)方法 ①在主軸錐孔中插入檢驗(yàn)棒。將百分表架固定在工作臺(tái)面上，使其測(cè)頭觸及檢驗(yàn)棒的上母線或側(cè)母線。旋轉(zhuǎn)主軸，分別在靠近主軸端部的a 處和距離a 處300mm 的b 處進(jìn)行檢測(cè)，并讀數(shù)。②拔出檢驗(yàn)棒，相對(duì)主軸旋轉(zhuǎn)90°，重新插入主軸錐孔中。依次重復(fù)檢驗(yàn)三次，這是為了消除檢驗(yàn)棒的誤差。③a、b 處誤差分別計(jì)算。三次測(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均值就是徑向跳動(dòng)的誤差。

(3)調(diào)整方法 這項(xiàng)精度超差，將加劇刀軸和銑刀的徑向跳動(dòng)，以及銑刀振擺。銑槽時(shí)，會(huì)產(chǎn)生錐度。

此項(xiàng)精度的影響因素為:前軸承誤差、后軸承誤差，主軸本身的制造誤差(主軸錐孔與軸頸不同心)。如超差，可采用定向裝配法修整。

7.主軸旋轉(zhuǎn)軸線對(duì)工作臺(tái)面的垂直度

(1)定義與公差范圍 如圖7 所示，主軸旋轉(zhuǎn)軸線對(duì)工作臺(tái)面的垂直度，須在機(jī)床的橫向垂直平面內(nèi)(見(jiàn)圖7a)和縱向垂直平面內(nèi)(見(jiàn)圖7b)檢驗(yàn)。

在300mm 測(cè)量長(zhǎng)度上，兩個(gè)方向的垂直度公差均為0.025mm。在橫向垂直平面內(nèi)，要求工作臺(tái)面外側(cè)只能向上偏，同樣是為了抵消工作臺(tái)所受切削力引起的變形。

圖7

(2)檢驗(yàn)方法 ①工作臺(tái)位于縱向行程的中間位置。橫向位置，應(yīng)使中央T 形槽置于主軸中心線之下。將主軸箱、工作臺(tái)、滑鞍均鎖緊。②百分表裝在插入主軸錐孔中的專用檢驗(yàn)棒上，或?qū)俜直碜谥鬏S端面上，使其測(cè)頭觸及工作臺(tái)面或觸及放在工作臺(tái)面上的檢具表面(該檢具圓盤上表面為此項(xiàng)精度的檢驗(yàn)面)。旋轉(zhuǎn)主軸并讀數(shù)。測(cè)橫向時(shí)，在橫向垂直平面內(nèi)讀數(shù);測(cè)縱向時(shí)，在縱向垂直平面內(nèi)讀數(shù)。③兩方向誤差分別計(jì)算。每次測(cè)量中百分表的讀數(shù)差值就是垂直度誤差。

(3)調(diào)整方法 這項(xiàng)精度超差將影響加工面的平面度或平行度。如果加工孔，還會(huì)使孔軸線歪斜或使孔呈橢圓形。

此項(xiàng)中橫向超差時(shí)，可修磨主軸箱本體的回轉(zhuǎn)平面，改變其對(duì)主軸旋轉(zhuǎn)軸線的平行度;縱向超差時(shí)，可松開(kāi)緊固螺母，扳轉(zhuǎn)主軸箱，使主軸旋轉(zhuǎn)軸線對(duì)工作臺(tái)面的垂直度合格。

8.工作臺(tái)中央T 形槽的直線度

(1)定義與公差范圍 如圖8 所示，工作臺(tái)中央T 形槽是測(cè)量和定位基準(zhǔn)，因此，對(duì)它的直線度有較嚴(yán)的要求，在任意500mm 測(cè)量長(zhǎng)度上，公差為0.01mm。最大公差值為0.03mm。

(2)檢驗(yàn)方法 在工作臺(tái)面上放兩個(gè)等高塊，平尺放在等高塊上。將專用滑板放在工作臺(tái)面上，并緊靠T 形槽一側(cè)(兩側(cè)均要檢驗(yàn))，其上固定百分表，使其測(cè)頭觸及平尺檢驗(yàn)面，調(diào)整平尺，并使在平尺兩端讀數(shù)為零，然后移動(dòng)專用滑板，并讀數(shù)。百分表讀數(shù)的最大差值就是直線度誤差。

圖8

(3)調(diào)整方法 這項(xiàng)精度超差會(huì)影響以T 形槽定位的夾具的定位精度。此項(xiàng)精度由中央T 形槽本身精度保證，如果超差，就修整中央T 形槽。

9.工作臺(tái)中央T 形槽對(duì)工作臺(tái)縱向移動(dòng)的平行度

(1)公差范圍 工作臺(tái)中央T 形槽對(duì)工作臺(tái)縱向移動(dòng)的平行度公差，在任意300mm 測(cè)量長(zhǎng)度為0.015mm，最大公差為0.04mm。

(2)檢驗(yàn)方法 工作臺(tái)應(yīng)位于橫向行程的中間位置，并將滑鞍與床身的導(dǎo)軌鎖緊。如圖9 所示，將百分表固定在立柱上，使其測(cè)頭位于主軸中央處，并觸及中央T 形槽的側(cè)面。然后，縱向移動(dòng)工作臺(tái)并讀數(shù)。百分表讀數(shù)的最大差值就是平行度誤差。中央T 槽兩側(cè)均需要檢測(cè)。

圖9

(3)調(diào)整方法 這項(xiàng)精度超差會(huì)影響用T 槽定位的夾具或工件的定位精度。

若此項(xiàng)精度超差，則修復(fù)工作臺(tái)基準(zhǔn)導(dǎo)軌面，使其與工作臺(tái)T 槽平行，如果是由于接觸不良引起的，則應(yīng)該刮研縱向鑲條。

本文對(duì)幾何精度的調(diào)整方法同樣適用于立式加工中心。