■ 山東威達重工股份有限公司 （山東滕州 277500） 張道東

導(dǎo)軌是機床運動部件導(dǎo)向的關(guān)鍵部位，在數(shù)控機床中，導(dǎo)軌按照摩擦方式分為滑動導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌，其中滾動導(dǎo)軌在數(shù)控機床的應(yīng)用越來越普及。

滾動導(dǎo)軌為了滿足機床運動的高直線度和整體高剛性的要求，對運動副中的滾珠（或滾柱）進行適當?shù)念A(yù)緊，且預(yù)緊力有日漸增大的趨勢。

根據(jù)約束的要求，通常機床每個方向的直線運動，導(dǎo)軌最少為兩條（有時為了增加支撐剛性會適當增加數(shù)量），此多條導(dǎo)軌的平行度數(shù)值的誤差直接復(fù)制為導(dǎo)軌運行中的額外變形。因此誤差數(shù)值直接影響機床運行的直線度，使導(dǎo)軌產(chǎn)生額外的熱量和振動，是影響機床運行速度和導(dǎo)軌副壽命的關(guān)鍵因素。

1. 通用測量方法

當兩條導(dǎo)軌的距離在3 000mm以內(nèi)時，最通用的平行度測量方法如圖1所示。測量時，在過橋的上面放置水平儀，均勻移動過橋，帶動放置在其上面的水平儀移動，每次移動時，記錄水平儀的數(shù)值，通常規(guī)定在全長度內(nèi)水平儀的數(shù)值≤1格（就是通常所說的0.02mm/1 000mm），但是當需要過橋的長度L超過3 000mm時，由于過橋的質(zhì)量過大，移動困難，且移動中會出現(xiàn)不均衡和不穩(wěn)定的問題，必須設(shè)法解決。

圖1 大跨度導(dǎo)軌平行度通用測量方法

2. 改進后的測量方法

對測量方法進行改進，如圖2所示，檢測跨距大的導(dǎo)軌Ⅰ和Ⅱ之間的平行度，在導(dǎo)軌Ⅰ和導(dǎo)軌Ⅱ的水平面上各安放兩個連通的指示器，指示器之間用軟管連接，兩個指示器和軟管中注入水（最好是有顏色的水，以便于觀察水面），根據(jù)連通器的原理，兩個指示器中的水面高度是絕對一樣的?，F(xiàn)場測量情況如圖3所示。

圖2 大跨度導(dǎo)軌改進后的平行度測量方法

圖3 現(xiàn)場測量情況

（1）指示器結(jié)構(gòu) 兩個指示器的結(jié)構(gòu)如圖4所示，其上、下面一起在平面磨床上精加工，保證兩個指示器的高度尺寸La和Lb一致（要求相差≤0.001 5mm）。高度一致的兩個測量座實物如圖5所示。

圖4 指示器結(jié)構(gòu)

圖5 高度一致的兩個測量座

（2）測量方法 將兩個指示器用軟管連接，放置在兩個需要測量平行度的導(dǎo)軌面相同的一端，并且加滿水。將深度千分尺的下端測量柱更換為如圖6所示的下部為針形，這是為了提高液體在鋼件浸潤瞬間的靈敏度。如圖4b所示，用深度千分尺測量兩指示器的上面A1和A2到水面的尺寸分別為L1和L2，根據(jù)連通器原理，兩個指示器的水面是一個平面，按照前面介紹的加工方法，兩個指示器的高度La和Lb可以近似認為相同，所以這兩個尺寸的差值就是導(dǎo)軌面Ⅰ和Ⅱ的高度差，記錄此數(shù)值為△1，同時同方向移動兩個指示器相同的距離到導(dǎo)軌長度方向的第二個位置，按照剛才第一個位置的測量方法，讀取此位置兩個指示器的上面A1和A2到水面的尺寸分別為L1和L2，并且記錄此兩尺寸的數(shù)值差為△2。依次采用此方法沿導(dǎo)軌長度方向測量兩個指示器的高度差并且記錄，如圖7所示。假設(shè)兩個導(dǎo)軌的長度為10 000mm，指示器每次移動的距離為500mm，依次讀取并且計算的高度差值分別為△1～△20，制作成表1。機床導(dǎo)軌對于此項的控制要求為0.01mm/1 000mm、0.02mm/全長。

圖6 下部為針形的深度千分尺

圖7 水面高度測量示意

（3）測量方法的關(guān)鍵點 ①兩個指示器的高度尺寸La和Lb一致（要求相差≤0.001 5mm），這個相差的數(shù)值直接就復(fù)制為測量值。②針形千分尺測量水面的尺寸分別為L1和L2，L1和L2的測量方法有兩種，根據(jù)操作習(xí)慣選擇。第一種方法是千分尺的針尖由上向下逐漸靠近水面，根據(jù)液體表面有張力的原理，當針尖距離水的表面在0.2mm左右時，液體的表面會被針尖吸引而附著在針尖上面，此時的狀態(tài)被定義為測量位置。第二種方法是千分尺的針尖由下到向上逐漸露出水面，當針尖距離水的表面在0.2mm左右時，液體會因張力小于質(zhì)量而脫開針尖，此時的狀態(tài)定義為測量位置。兩種方法都經(jīng)常使用，尤其是第二種方法，由于操作時的注意力和觀察難度比第一種要小，使用得更加廣泛，但是兩種方法不能混用。

表1 導(dǎo)軌平行度測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計

3. 結(jié)語

新型測量方法經(jīng)過反復(fù)驗證，操作者熟練掌握了千分尺針尖接觸液面的經(jīng)驗和技巧。通過對多次測量結(jié)果的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和對比分析，最后得出測量結(jié)果的精度控制在0.004mm以內(nèi)，可以滿足大跨度導(dǎo)軌平行度檢測要求。