羅華 王濤 趙桂元

摘 要：制造業(yè)特別是機械制造業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代制造業(yè)正在改變著人們的生產(chǎn)生活方式，經(jīng)營管理模式及社會的組織結(jié)構(gòu)和文化。由于制造武器的需要，在15世紀就已經(jīng)出現(xiàn)水力驅(qū)動的炮筒鏜床。在箱體類零件的加工中，經(jīng)常碰到同軸孔系跨距較大的零件。在臥式鏜床上利用工作臺回轉(zhuǎn)180°調(diào)頭鏜削跨距較大的孔時，因尺寸過大，加之工作臺轉(zhuǎn)角角度誤差，故同軸的兩端孔同軸度誤差過大，達不到圖樣設(shè)計要求，從而出現(xiàn)廢品，給生產(chǎn)帶來損失。同時生產(chǎn)實踐中常用的調(diào)頭鏜方法也存在一些缺點，針對這些問題，本文提出了一些新的解決方法。

關(guān)鍵詞：鏜床;主軸;數(shù)控臥式鏜床;回轉(zhuǎn)中心

1 數(shù)控臥式鏜銑床簡介

數(shù)控臥式銑鏜床適用于加工大、中型零件和箱形零件的粗、精鏜孔，銑削等多種工序的加工，適宜工序較多的箱形零件孔及平面加工，由于數(shù)控臥式銑鏜床具有高剛性和閉環(huán)檢測系統(tǒng)，能滿足粗精加工的要求，所以數(shù)控臥式銑鏜床為數(shù)控高效、精密通用大型機加工設(shè)備。

1.1.數(shù)控臥式鏜床各軸參數(shù)介紹（以TK6513數(shù)控鏜銑床為例）

TK6513數(shù)控鏜銑床有X、Y、Z、W、A、B共6個軸，搭載2000mm*2000mm的可旋轉(zhuǎn)工作臺;W軸直徑130mm，其平行于Z軸做軸向進給運動;B軸垂直于Y軸，可做360度回轉(zhuǎn)運動;A軸為直徑600mm的回轉(zhuǎn)軸，可水平或垂直放置于工作臺（B軸）上，可做360度回轉(zhuǎn)運動。

2 數(shù)控臥式鏜床的回轉(zhuǎn)中心

2.1.什么是回轉(zhuǎn)中心

回轉(zhuǎn)中心，即機床旋轉(zhuǎn)工作臺（A、B軸）旋轉(zhuǎn)中心線與刀具中心點的重合位置，由于天氣、運動誤差、相對位移誤差等原因需要經(jīng)常校正，但誤差一般在0.05mm以內(nèi)。

2.2.機床回轉(zhuǎn)中心的測量及校正

TK6513數(shù)控鏜銑床A、B軸做旋轉(zhuǎn)運動后有一個回轉(zhuǎn)中心O點，此中心點與工作臺的垂線平行于Y軸，垂直于X、Z軸。機床X軸有一點始終與其重合。在XY平面上任意一點都將與O點有相對距離。當(dāng)工作臺旋轉(zhuǎn)180度后，OA線位置不變，但此任意點位置相對于OA位置線有了位移，位移量為相對O點X值的兩倍。

例如：如圖一所示，O點為工作臺回轉(zhuǎn)圓心點，但A軸=0度時，主軸中心線為ab，此時軸線ab與O點重合，當(dāng)移動軸線ab至cd位置時，移動距離為ac。當(dāng)工作臺A=180度時，主軸位置為c1d1，此時ac=ac1。

2.3實施過程

2.3.1首先需要找出機床回轉(zhuǎn)中心相對于X軸的點，具體步驟如：

如圖一所示，1為鏜軸（即圖二中的ab），此時可將其粗略移動到工作臺中心位置;2為百分表，表針因在Y方向與鏜軸最高點重合，表針位置應(yīng)過工作臺中心。

①將鏜桿伸出過工作臺中心，G500坐標(biāo)B=0，主軸SPOS=0。

②將表座及杠桿表放置在工作臺中間位置，將鏜軸沿Y軸上下移動，與杠桿表表頭接觸后最高點計數(shù)（表具可設(shè)為0，X軸坐標(biāo)設(shè)為X=0）。

③工作臺旋轉(zhuǎn)180度（G500B=180，SPOS=180）。

⑤按步驟3件鏜軸與表具貼合，此時X軸坐標(biāo)將發(fā)生位移，此位移值得一般即是回轉(zhuǎn)中心相對于X軸的重合點（例如：此時X值為+24.8，則G500坐標(biāo)X+12.4點與機床工作臺回轉(zhuǎn)中心重合）。

⑥將找出的重合點存在一個坐標(biāo)內(nèi)為X=0（此位置點可以長期使用，根據(jù)機床重復(fù)定位精度分時段校正即可）。

3常用的調(diào)頭鏜孔加工方法

首先將一側(cè)的孔（孔A）加工完成，工作臺旋轉(zhuǎn)180°后在工件反面合適位置加工預(yù)孔（孔B），夾持加長杠桿表桿（或使鏜桿伸進孔B），配合杠桿表找正已經(jīng)加工好的孔A進行半精加工，再次使用表具打出兩孔十字線方向的差值，根據(jù)差值補償B孔坐標(biāo)后方可進行精加工。此方法存在以下問題：

①兩孔間距過大時，表桿表具長度限制導(dǎo)致無法打表確定中心;

②孔直徑小于130時，鏜軸無法伸入孔內(nèi)找正;

③工件外形復(fù)雜或干涉面多時，鏜軸無法繼續(xù)進行找正;

④每件工件都需要重新找正，加工效率低的同時，對操作者技能要求高，對表具量具精度要求高。

4 改進的調(diào)頭鏜孔加工方法

調(diào)頭鏜孔因設(shè)備誤差、量具表具、回轉(zhuǎn)臺精度等原因本身存在一定誤差，但通過激光干涉儀校正補償過的數(shù)控機床，已經(jīng)達到最佳精度，校正表具后結(jié)合以下方法，可將工件同軸度達到最佳狀態(tài)。

4.1方法原理

4.1.1在工作臺裝夾工件，找正壓緊后，將其中一邊的XY坐標(biāo)確定，進行鏜孔加工，，此時被加工孔的X坐標(biāo)點與工作臺回轉(zhuǎn)中心線有個固定值（回轉(zhuǎn)中心點已經(jīng)存在其中某一個坐標(biāo)內(nèi)）。

例如：設(shè)此孔為孔1，坐標(biāo)G54 X0 Y0。此孔位置相對回轉(zhuǎn)中心線為X+100.6

4.1.2此面孔精加工完成后，將工作臺旋轉(zhuǎn)180度，加工與孔1同軸的孔2，此時孔2坐標(biāo)將為G54 X=-100.6×2。（此孔位置相對回轉(zhuǎn)中心線為X-100.6）

4.2通過以上步驟的實施，將可以更好的保證孔位同軸度，其優(yōu)點如下：

①回轉(zhuǎn)中心點相對于X的重合點只需要找一次后可重復(fù)利用，只需要將其存在自己知道的坐標(biāo)內(nèi)。

②計算簡單，當(dāng)工件裝夾好后，先將一側(cè)的孔加工完成，此時孔零點相對于回轉(zhuǎn)中心線的值可以看出，工作臺旋轉(zhuǎn)180度后，可快速計算出同軸孔位的坐標(biāo)點。

③加工完成首件后，坐標(biāo)固定，后續(xù)加工將不再重新找正，節(jié)約加工時間，提高加工效率。

④工件可裝夾在工作臺的任意位置，孔大小沒有限制，工件外形不影響同軸計算。

總結(jié)

機械加工中，保證同軸要求的方法多樣化，但相對于數(shù)控臥式鏜銑床，通過找出回轉(zhuǎn)中心點相對于X軸的重合點，可以解決很多加工難題，此方法同樣適用于機床的附加回轉(zhuǎn)軸，可以將加工方式多元化，通過機床自身精度保證同軸要求。

參考文獻：

[1]吳國華 金屬切削機床 機械工業(yè)出版社 1993

[2]李一龍 張德生 機械基礎(chǔ) 北京出版社 2004

[3]韓紹才 數(shù)控加工編程與操作 江蘇教育出版社