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        大型數(shù)控轉(zhuǎn)臺圓形靜壓導(dǎo)軌的刮研方法

        2018-04-28 00:34:22煙臺環(huán)球機(jī)床裝備股份有限公司山東265500潘紹剛刁靜林連永明
        金屬加工(冷加工) 2018年4期
        關(guān)鍵詞:水平儀工作臺靜壓

        ■ 煙臺環(huán)球機(jī)床裝備股份有限公司 (山東 265500) 潘紹剛 刁靜林 劉 翔 連永明

        大型數(shù)控轉(zhuǎn)臺一般采用承載剛度高、回轉(zhuǎn)精度高、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)的靜壓導(dǎo)軌,靜壓導(dǎo)軌的油膜厚度為了增加其剛性,一般只有0.03~0.06mm,所以對導(dǎo)軌面的加工精度要求較高。目前,靜壓導(dǎo)軌的加工設(shè)備大都無法滿足精度要求,一般采用對研的加工方法來保證。本文通過實踐總結(jié)出一種圓形導(dǎo)軌的刮研方法。

        1. 數(shù)控轉(zhuǎn)臺底座靜壓導(dǎo)軌平面度的測量與調(diào)整

        大型數(shù)控轉(zhuǎn)臺的底座一般長度都在2m以上,其剛性較差,在刮研前,必須對導(dǎo)軌進(jìn)行平面度測量和調(diào)整,減少刮研的工作量。

        導(dǎo)軌平面度的測量采用切向測量法,可以根據(jù)測量數(shù)據(jù),找出導(dǎo)軌的凹凸點。如圖1所示,可將底座導(dǎo)軌均分為12個區(qū)域,并做好序號標(biāo)記。水平儀墊鐵長度為400mm,水平儀精度為0.02mm/1 000mm。導(dǎo)軌上任取一點作為測量的起點,依次對12個區(qū)域進(jìn)行測量。在移動水平儀墊鐵時,按一定的方向進(jìn)行移動,不要將其調(diào)頭,記錄每次的讀數(shù)。

        如圖2所示,建立坐標(biāo)系,橫坐標(biāo)為導(dǎo)軌的長度,縱坐標(biāo)為水平儀的讀數(shù)。把12個讀數(shù)按依次疊加的方法繪制在坐標(biāo)系上,用直線依次將各點連接,并把起點和終點連成直線。然后將圖形進(jìn)行旋轉(zhuǎn),使起點和終點的連線與O-x1軸重合即可。

        圖2中實線為某轉(zhuǎn)臺的實測曲線,虛線是測量平面為理想平面時測得的曲線。理想曲線方程為

        y=hsinθ

        h=(h1+h2)/2

        式中,θ為測量圓心角;h1和h2分別是實測曲線的兩個峰值。

        兩曲線不重合度為導(dǎo)軌面的平面度,高于理想曲線的為凸起部分,低于理想曲線的為低洼部分。

        從圖2中可以看出,最大凸起點在11點,最大凸起量為:

        h3=(7×0.02)÷(1 000×400)=0.056mm

        最大低洼點在6點,最大低洼量為:

        h4=(7.5×0.02)÷(1 000×400)=0.06mm

        所以平面度的誤差為:

        0.056+0.06=0.116mm

        調(diào)整時,把11點處的墊鐵調(diào)低,6點處的墊鐵調(diào)高。把水平儀放在相應(yīng)的位置上,根據(jù)圖中數(shù)據(jù)的大小,通過觀察水平儀讀數(shù)的變化,來控制墊鐵的調(diào)整程度。

        圖1

        圖2

        圖3

        2. 導(dǎo)軌的刮研

        工作臺導(dǎo)軌的加工精度較高,基本滿足精度要求,刮研的工作量較小,故采用兩導(dǎo)軌對研的方法。所謂對研法,就是依次采用工作臺導(dǎo)軌和底座導(dǎo)軌作為回轉(zhuǎn)研點的基準(zhǔn),進(jìn)行反復(fù)刮削,直至達(dá)到精度要求的一種方法。采用此方法必須使兩導(dǎo)軌在回轉(zhuǎn)對研時具有很好的定心性,這樣才能使兩導(dǎo)軌面上的高點總能保持接觸,使之顯示出來而被刮去。

        在進(jìn)行初次刮研時,如果平面度很差,可根據(jù)平面度的檢測數(shù)據(jù),先把高點進(jìn)行打磨,然后再對研。工作臺導(dǎo)軌的精度要好于底座導(dǎo)軌,所以先以工作臺導(dǎo)軌為基準(zhǔn)刮研底座導(dǎo)軌。首先把底座導(dǎo)軌分為12個區(qū)域,在非刮削面做好標(biāo)記。然后在底座導(dǎo)軌上涂紅丹粉,與工作臺在40°范圍內(nèi)來回轉(zhuǎn)動兩次。吊起工作臺,觀察底座導(dǎo)軌的接觸斑點,并把每個區(qū)域接觸斑點的分布情況,如斑點的稀疏、輕重等詳細(xì)的記錄下來,如圖3a所示。

        再把底座重新涂紅丹粉,與上次相比,把工作臺相對底座旋轉(zhuǎn)45°后裝在底座上進(jìn)行對研,觀察底座導(dǎo)軌的接觸斑點,并按上述方法記錄斑點的分布情況,如圖3b所示。根據(jù)這兩次斑點的分布,如果在同一個區(qū)域同時有接觸斑點并且斑點較硬,則說明此區(qū)域是底座導(dǎo)軌高點的幾率較大,進(jìn)行刮削。由圖3可以看出區(qū)域1、2、4、5、6、9、10在兩次對研中都有接觸斑點,需對其進(jìn)行刮削。對接觸較重的點,打磨時力度稍微重一點,對接觸較輕的點,打磨時力度稍微輕一點。相反,如果同一個區(qū)域一次有斑點,一次沒有斑點,則說明該區(qū)域是底座導(dǎo)軌高點的幾率較小,暫不進(jìn)行刮削。區(qū)域3、7、8、11、12兩次對研中,一次有接觸斑點,一次沒有接觸斑點,所以不進(jìn)行刮削。

        把底座重新涂紅丹粉,把工作臺相對底座再次旋轉(zhuǎn)45°后裝在底座上進(jìn)行對研,重復(fù)上述刮研過程。

        對底座刮削四次后,再以底座導(dǎo)軌為基準(zhǔn),按上述方法刮研工作臺導(dǎo)軌。一般對工作臺刮研2次后,再以工作臺導(dǎo)軌為基準(zhǔn),對底座導(dǎo)軌進(jìn)行刮研。如此對工作臺和底座進(jìn)行反復(fù)刮研,直至每次研點時,所有區(qū)域的點均達(dá)到每25mm×25mm內(nèi)4~6點即可。

        3. 結(jié)語

        本文介紹了大型數(shù)控轉(zhuǎn)臺靜壓導(dǎo)軌平面度的檢測及調(diào)整方法,以減少導(dǎo)軌的刮研量。同時對導(dǎo)軌的刮研進(jìn)行了分析介紹,經(jīng)過現(xiàn)場多次試驗及生產(chǎn)驗證,可以滿足靜壓導(dǎo)軌的各項精度要求。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 王先逵. 機(jī)械制造工藝學(xué)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.

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