提高機床工作精度的方法
時間:2011-07-23 09:16:15 來源:未知
нс212лф1鏜銑機床是我公司90年代從俄羅斯進口的大型設備（主軸直徑220mm），機床投產后，Y軸（主軸箱上下移動）一直達不到加工精度，主要有以下問題:
- 加工孔時，孔的中心高與要求的中心高偏差大，有時竟達1mm。
- 加工深孔時，所加工孔軸心線傾斜，平行度達不到要求。
1.立柱 2、3、5.夾緊塊 4.立柱導軌面B 6.立柱導軌面A 7.減壓閥 8.單向閥 9.電磁換向閥 10.主軸箱
圖1 機床Y軸夾緊機構控制原理圖
1.塞鐵 2.改進的夾緊塊
圖2 改進后的Y軸夾緊機構控制原理圖
1.夾緊塊本體 2.夾緊導軌 3、6.活塞 4、5.銅墊板
圖3 夾緊塊結構
針對這兩個問題，技術人員曾對機床各導軌水平度和垂直度進行了調整，效果不明顯。為此，筆者對操作者裝夾和校調工件進行了現場觀察和分析，發現操作者在機床Y軸放松情況下（便于主軸箱上下移動）校調工件，校調好后，將Y軸夾緊進行加工。這一現象引起筆者的注意。于是在Y軸夾緊后，讓操作者再回到基準面進行校核，發現機床主軸“上翹”了0.8mm。這說明Y軸夾緊引起了主軸偏移。機床Y軸夾緊機構控制原理如圖1所示，其中電磁換向閥9控制Y軸夾緊與放松，減壓閥7調節Y軸各導軌的潤滑壓力。夾緊塊2、3、5對主軸箱3個方向夾緊。通過受力分析可知，夾緊塊3對主軸偏移影響最大。
進一步研究，又發現主軸箱設計有一套平衡機構，當主軸滑枕（W軸）向外移動時，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收緊，其收緊力與機床主軸滑枕（W軸）位移量成正比，使主軸箱有“上翹”的趨勢，從而消除主軸滑枕下垂對加工精度的影響。由此來看，主軸箱與立柱導軌結合面A、B必須有一個合理的間隙，才能實現平衡機構的補償功能。當機床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生一個作用力，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“翹頭”現象。
為了解決此問題，筆者對機床Y軸夾緊方式和潤滑作出以下技術改進（圖2）。
- 拆除夾緊塊3，其間安裝楔形塞鐵，調整塞鐵使主軸箱與立柱導軌之間留有合理間隙。
- 在主軸箱上設計了一套夾緊塊，安裝位置如圖2所示，夾緊塊的結構見圖3。該夾緊塊采用雙面夾緊方式，其中夾緊導軌安裝在機床立柱上，其工作原理是通過夾緊塊中左、右5個活塞在壓力油的作用下，推動銅墊板使其壓在夾緊導軌上，從而達到夾緊的目的。
- 夾緊后產生有效的作用力為
F=10pmPD2/4式中：F——夾緊后產生的有效作用力，N
- ?——銅墊板與夾緊導軌之間的摩擦系數，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
- 通過計算得出夾緊后產生的有效作用力為19000N，而原夾緊機構產生的有效作用力為16000N，顯然滿足機床的夾緊要求。通過受力分析，改進的夾緊塊夾緊后使主軸箱在水平方向無作用外力。因而達到了改進的目的。
- 改進了機床Y軸的潤滑油路（圖2），使Y軸始終有油潤滑，主軸箱與立柱導軌面之間保持穩定的油膜剛度，減少了主軸箱夾緊后對機床精度的影響。另外還增設了主軸箱對立柱導軌面A、B的潤滑油路，以減少這兩導軌面的磨損。#p#分頁標題#e#
改進后當機床的W軸、Z軸都伸出到最大極限位置時，夾緊Y軸，測得主軸向上僅偏移了0.01mm左右，可保證零件的加工精度。