王文劍 程傳偉 郭崇才 徐建立

(山東臨沂金星機(jī)床有限公司，山東臨沂 276017)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及數(shù)控設(shè)備的普及，臥式加工中心在機(jī)械加工企業(yè)中的保有量逐漸多了起來(lái)。臥式加工中心從結(jié)構(gòu)上來(lái)分，一般分為定柱式和動(dòng)柱式。在臥式加工中心剛開始發(fā)展的時(shí)候，采用的結(jié)構(gòu)形態(tài)基本是定柱式，制作成本較低，同時(shí)便于操作。但缺點(diǎn)是精度穩(wěn)定性差，十字交叉的兩個(gè)坐標(biāo)軸精度相互影響，同時(shí)還不能在全行程上進(jìn)行支撐，從而影響工件的加工精度。動(dòng)柱式的結(jié)構(gòu)對(duì)于以上問(wèn)題都能解決，故而近年來(lái)得到了較為廣泛的應(yīng)用，缺點(diǎn)就是立柱的動(dòng)態(tài)響應(yīng)較其他兩軸大得多［1］。

1 動(dòng)柱式臥加的回轉(zhuǎn)中心

動(dòng)柱式的臥式加工中心也有兩種結(jié)構(gòu):倒T字形(如圖1)和T字形(圖2)。無(wú)論哪種形式，廠家都會(huì)給出一個(gè)參數(shù)，即工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心距機(jī)床原點(diǎn)的距離(倒T型為主軸回轉(zhuǎn)中心距機(jī)床原點(diǎn)的距離)。該參數(shù)在加工箱體編程時(shí)經(jīng)常用到，一般是X軸行程的一半。但該數(shù)值僅僅是理論尺寸，因?yàn)橹圃斓脑?，?shí)際尺寸和理論尺寸總是存在一定的誤差，不會(huì)正好位于其行程的一半。該誤差經(jīng)過(guò)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)放大兩倍后就較為明顯，造成位于兩端面的同一軸線孔不同軸。X軸的位置不穩(wěn)定，造成不必要的廢品。解決方法是在理論回轉(zhuǎn)中心位置上鏜一通孔，工作臺(tái)回轉(zhuǎn)180°后用千分表打通孔的跳動(dòng)。下面以我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用當(dāng)中遇到的一臺(tái)X軸行程為1 000 mm的臥式加工中心(T型結(jié)構(gòu))為例對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行說(shuō)明。

2 理論坐標(biāo)與實(shí)際坐標(biāo)偏差的幾種情況

該加工中心X軸行程為1 000 mm，工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心距機(jī)床原點(diǎn)理論尺寸為500 mm，實(shí)際距離X1也可能大(如圖3)，X2為工作臺(tái)回轉(zhuǎn)之后的工件孔的坐標(biāo)，其坐標(biāo)值為500+2×(X1－500);也可能小(如圖4)，回轉(zhuǎn)之后的X2坐標(biāo)值為500－2×(500－X1)。

從圖3分析后不難得出如下結(jié)論:在X1＞500的前提下，工件在500的理論中心位置上加工完孔后，掉轉(zhuǎn)180°其結(jié)果如圖3中所示X2位置。此時(shí)保持X軸不動(dòng)，在主軸頭部安裝千分表進(jìn)行旋轉(zhuǎn)測(cè)量孔的跳動(dòng)，其示值應(yīng)該是右側(cè)跳動(dòng)大(從主軸端觀察)，且跳動(dòng)值應(yīng)為4×(X1－500)，如圖5所示。

同樣，在X1＜500時(shí)，其狀況應(yīng)該是與圖5相反，工件旋轉(zhuǎn)后跳動(dòng)大的一側(cè)應(yīng)是孔左側(cè)，示值應(yīng)為4×(500－X1)。下面我們通過(guò)對(duì)工件進(jìn)行實(shí)際加工來(lái)確定回轉(zhuǎn)中心的實(shí)際位置。

3 實(shí)際加工后調(diào)整

在工作臺(tái)上裝夾一工件，移動(dòng)主軸即X軸的位置使其位于500 mm理論回轉(zhuǎn)中心位置上，鏜φ70 mm×300 mm的通孔。鏜孔完畢后旋轉(zhuǎn)180°，用千分表打φ70 mm孔的跳動(dòng)。如果X1=500 mm，則回轉(zhuǎn)后不應(yīng)存在跳動(dòng)。經(jīng)實(shí)際檢測(cè)，孔跳動(dòng)為0.20 mm，大端位于孔左側(cè)水平方向(如圖6)，正好符合X1＜500的情況，0.20/4=0.05 mm，實(shí)際回轉(zhuǎn)中心為 500－0.05=499.95 mm。

將X軸坐標(biāo)設(shè)置為499.95 mm，將鏜刀頭調(diào)大0.10 mm，重新鏜削φ70 mm×300 mm的通孔，掉頭測(cè)量其跳動(dòng)為0.004 mm，效果非常好。

找出工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)中心后，將正式工件裝夾于工作臺(tái)上，該工件孔φ110 mm、φ95 mm分別位于兩端面，要求同軸度0.02 mm，且中間有臺(tái)階，必須從兩頭鏜。該工件程序坐標(biāo)值確定方法如下:如一端加工孔的X軸坐標(biāo)為X1，則鏜另一端孔的坐標(biāo)為499.95×2－X1。經(jīng)過(guò)連續(xù)鏜削3次后，每次均用三坐標(biāo)檢驗(yàn)X軸坐標(biāo)，結(jié)果為 0.004 mm、0.003 mm、0，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于圖紙要求。后經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)生產(chǎn)證明，該方法穩(wěn)定有效。

同時(shí)我們?cè)谶B續(xù)加工中發(fā)現(xiàn)了另外一個(gè)影響X、Y軸精度的因素，那就是底平面的平面度，后來(lái)我們?cè)诠に嚿显黾恿司ヒ?，同時(shí)在裝夾工件時(shí)在平面上頂上百分表，如裝夾變形超過(guò)0.01 mm則重新磨底面，這樣就完全保證了工件的裝夾精度。

［1］沙杰.加工中心結(jié)構(gòu)、調(diào)試與維護(hù)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2003.