提高機(jī)床工作精度的方法
時(shí)間:2011-07-23 09:16:15 來(lái)源:未知
нс212лф1鏜銑機(jī)床是我公司90年代從俄羅斯進(jìn)口的大型設(shè)備（主軸直徑220mm），機(jī)床投產(chǎn)后，Y軸（主軸箱上下移動(dòng)）一直達(dá)不到加工精度，主要有以下問(wèn)題:
- 加工孔時(shí)，孔的中心高與要求的中心高偏差大，有時(shí)竟達(dá)1mm。
- 加工深孔時(shí)，所加工孔軸心線傾斜，平行度達(dá)不到要求。
1.立柱 2、3、5.夾緊塊 4.立柱導(dǎo)軌面B 6.立柱導(dǎo)軌面A 7.減壓閥 8.單向閥 9.電磁換向閥 10.主軸箱
圖1 機(jī)床Y軸夾緊機(jī)構(gòu)控制原理圖
1.塞鐵 2.改進(jìn)的夾緊塊
圖2 改進(jìn)后的Y軸夾緊機(jī)構(gòu)控制原理圖
1.夾緊塊本體 2.夾緊導(dǎo)軌 3、6.活塞 4、5.銅墊板
圖3 夾緊塊結(jié)構(gòu)
針對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題，技術(shù)人員曾對(duì)機(jī)床各導(dǎo)軌水平度和垂直度進(jìn)行了調(diào)整，效果不明顯。為此，筆者對(duì)操作者裝夾和校調(diào)工件進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)觀察和分析，發(fā)現(xiàn)操作者在機(jī)床Y軸放松情況下（便于主軸箱上下移動(dòng)）校調(diào)工件，校調(diào)好后，將Y軸夾緊進(jìn)行加工。這一現(xiàn)象引起筆者的注意。于是在Y軸夾緊后，讓操作者再回到基準(zhǔn)面進(jìn)行校核，發(fā)現(xiàn)機(jī)床主軸“上翹”了0.8mm。這說(shuō)明Y軸夾緊引起了主軸偏移。機(jī)床Y軸夾緊機(jī)構(gòu)控制原理如圖1所示，其中電磁換向閥9控制Y軸夾緊與放松，減壓閥7調(diào)節(jié)Y軸各導(dǎo)軌的潤(rùn)滑壓力。夾緊塊2、3、5對(duì)主軸箱3個(gè)方向夾緊。通過(guò)受力分析可知，夾緊塊3對(duì)主軸偏移影響最大。
進(jìn)一步研究，又發(fā)現(xiàn)主軸箱設(shè)計(jì)有一套平衡機(jī)構(gòu)，當(dāng)主軸滑枕（W軸）向外移動(dòng)時(shí)，主軸箱重心也隨著前移。為了防止主軸“傾頭”，主軸箱上前端吊掛鋼絲自動(dòng)收緊，其收緊力與機(jī)床主軸滑枕（W軸）位移量成正比，使主軸箱有“上翹”的趨勢(shì)，從而消除主軸滑枕下垂對(duì)加工精度的影響。由此來(lái)看，主軸箱與立柱導(dǎo)軌結(jié)合面A、B必須有一個(gè)合理的間隙，才能實(shí)現(xiàn)平衡機(jī)構(gòu)的補(bǔ)償功能。當(dāng)機(jī)床Y軸夾緊后，夾緊塊3（位于主軸箱頂部）使主軸箱與立柱之間產(chǎn)生一個(gè)作用力，又由于主軸箱與立柱在作用力方向有間隙，從而使主軸箱在Y軸夾緊后出現(xiàn)“翹頭”現(xiàn)象。
為了解決此問(wèn)題，筆者對(duì)機(jī)床Y軸夾緊方式和潤(rùn)滑作出以下技術(shù)改進(jìn)（圖2）。
- 拆除夾緊塊3，其間安裝楔形塞鐵，調(diào)整塞鐵使主軸箱與立柱導(dǎo)軌之間留有合理間隙。
- 在主軸箱上設(shè)計(jì)了一套夾緊塊，安裝位置如圖2所示，夾緊塊的結(jié)構(gòu)見圖3。該夾緊塊采用雙面夾緊方式，其中夾緊導(dǎo)軌安裝在機(jī)床立柱上，其工作原理是通過(guò)夾緊塊中左、右5個(gè)活塞在壓力油的作用下，推動(dòng)銅墊板使其壓在夾緊導(dǎo)軌上，從而達(dá)到夾緊的目的。
- 夾緊后產(chǎn)生有效的作用力為
F=10pmPD2/4式中：F——夾緊后產(chǎn)生的有效作用力，N
- ?——銅墊板與夾緊導(dǎo)軌之間的摩擦系數(shù)，取?=0.19
- P——夾緊塊中的壓力油工作壓力，P=2MPa
- D——活塞直徑，D=80mm
- 通過(guò)計(jì)算得出夾緊后產(chǎn)生的有效作用力為19000N，而原夾緊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的有效作用力為16000N，顯然滿足機(jī)床的夾緊要求。通過(guò)受力分析，改進(jìn)的夾緊塊夾緊后使主軸箱在水平方向無(wú)作用外力。因而達(dá)到了改進(jìn)的目的。
- 改進(jìn)了機(jī)床Y軸的潤(rùn)滑油路（圖2），使Y軸始終有油潤(rùn)滑，主軸箱與立柱導(dǎo)軌面之間保持穩(wěn)定的油膜剛度，減少了主軸箱夾緊后對(duì)機(jī)床精度的影響。另外還增設(shè)了主軸箱對(duì)立柱導(dǎo)軌面A、B的潤(rùn)滑油路，以減少這兩導(dǎo)軌面的磨損。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
改進(jìn)后當(dāng)機(jī)床的W軸、Z軸都伸出到最大極限位置時(shí)，夾緊Y軸，測(cè)得主軸向上僅偏移了0.01mm左右，可保證零件的加工精度。