數(shù)控車床總裝關(guān)鍵工序的裝配技術(shù)及精度分析

高明熙，徐小明，譚 佳

（大連機床集團(tuán)工藝研究所，遼守大連 116620）

數(shù)控車床總裝關(guān)鍵工序的裝配技術(shù)及精度分析

高明熙，徐小明，譚 佳

（大連機床集團(tuán)工藝研究所，遼守大連 116620）

研究裝配精度，采用有效的裝配方法，對保證產(chǎn)品的質(zhì)量有著十分重要的意義。文章主要介紹了CKA6150數(shù)控車床床頭箱在整機總裝關(guān)鍵工序中的裝配工藝技術(shù)及精度檢驗方法，對床頭箱與床身的位置精度、冷態(tài)精度和熱態(tài)精度的相互關(guān)系、主軸熱位移偏差方向等方面進(jìn)行了分析研究。在數(shù)控車床的現(xiàn)場裝配過程中，應(yīng)用這種裝配技術(shù)，對于保證機床整機精度的可靠性，提高機床生產(chǎn)效率是一種有效的途徑。

數(shù)控車床；裝配技術(shù)；精度分析

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)和市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對機械產(chǎn)品的質(zhì)量提出了越來越高的要求。在機床生產(chǎn)過程中，不正確的裝配工藝，會導(dǎo)致整機精度的返修，機床精度不穩(wěn)定，用戶使用一段時期后，就會出現(xiàn)加工零件幾何精度誤差等諸多質(zhì)量問題。即使及時進(jìn)行售后維修，也會產(chǎn)生不良的后果，一是用戶滿意度低；二是影響了制造廠家的信譽。因此，有必要研究機床的裝配工藝方法，保證整機精度的穩(wěn)定可靠，使機床達(dá)到規(guī)定的加工性能和精度要求。床頭箱總裝是數(shù)控機床整機裝配過程中的關(guān)鍵工序，它不僅是機床總裝的第一道工序，也是確定床頭箱與床身相互位置關(guān)系的重要工序，同時也是后序各部件裝配的基準(zhǔn)。因此，數(shù)控車床裝配時床頭箱總裝精度是否準(zhǔn)確，將會直接影響其它部件的裝配精度和整機的工作精度［1-6］。本文以CKA6150平床身數(shù)控車床為例，僅對床頭箱部件在整機安裝過程中的裝配技術(shù)及精度檢驗方法等進(jìn)行分析研究。

1 床頭箱總裝過程

1.1 床身精度

將床身用墊鐵墊好，按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中的要求檢驗床身導(dǎo)軌的精度。

（1）縱向a：導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度：0.002～0.018。要求只許凸起，目的是補償導(dǎo)軌的磨損和彈性變形。另外，由于車床導(dǎo)軌前端磨損嚴(yán)重，所以運動曲線的凸起以近床頭部位最好。

1.2 總裝精度

將床頭箱用螺釘固定在床身上，主軸錐孔中插入檢驗棒，以床身導(dǎo)軌為基準(zhǔn)，按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中的要求驗證主軸錐孔中心線對床身導(dǎo)軌的平行度，同時做好誤差值的實測記錄。

（1）上母線a：-0.02～-0.01/300（冷檢確定值，以熱檢為主，熱檢時只許向上偏）。

（2）側(cè)母線b：+0.005～+0.012/300（只許向前偏，以熱檢為主）。

1.3 精度修復(fù)方法

以床頭箱為基準(zhǔn)，根據(jù)實際測量的平行度誤差，刮研床身上平面和側(cè)面定位墻面。經(jīng)過檢驗達(dá)到平行度的要求后，將床頭箱用螺釘緊固在床身上。刮研面具體見圖1，刮研床身實例見圖2。

技術(shù)要求：

愛克發(fā)的環(huán)保實踐，落地于生產(chǎn)運營的每一個細(xì)節(jié)，而不單單是產(chǎn)品本身，并且大量的工作屬于未雨綢繆，這一點尤為令人敬佩。隨著我們采訪的逐漸深入，感受也越來越深刻。以無錫工廠為例，其是印藝板塊在中國唯一的數(shù)碼印版生產(chǎn)基地，也是愛克發(fā)全球6家工廠中最年輕的一家。

①用涂色法檢驗，要求接觸斑點：8個/25×25面積內(nèi)。

②結(jié)合面緊固前與緊固后用0.04塞尺檢驗均不得塞入。

圖1 床身各結(jié)合面

圖2 刮研床身實例

2 精度檢驗方法

2.1 床身導(dǎo)軌精度檢驗方法

（1）縱向檢驗：在水平橋上靠近導(dǎo)軌處，縱向放一水平儀，等距離（近似等于規(guī)定的局部誤差的測量長度）移動水平橋進(jìn)行檢驗。將水平儀的讀數(shù)依次做好記錄，并計算出導(dǎo)軌全長的直線度誤差。

（2）橫向檢驗：在水平橋上橫向放一水平儀，等距離（移動距離同a項）移動水平橋進(jìn)行檢驗。水平儀在全部測量長度上讀數(shù)的最大代數(shù)差值就是導(dǎo)軌的平行度誤差，檢驗床身導(dǎo)軌精度示意圖和實例見圖3和圖4。

圖3 檢驗床身導(dǎo)軌精度示意圖

圖4 檢驗床身導(dǎo)軌精度實例

2.2 主軸的平行精度

將百分表及磁力表座固定在平板胎上，使百分表測頭觸及檢驗棒表面，移動平板胎進(jìn)行檢驗。將主軸旋轉(zhuǎn)180°，復(fù)檢一次。a、b項誤差分別計算，兩次測量結(jié)果的代數(shù)和之半，就是平行度誤差。檢驗示意圖見圖5。

圖5 檢驗床頭箱平行度精度示意圖

3 精度分析

3.1 床身導(dǎo)軌的精度

由于溜板移動是在床身導(dǎo)軌上進(jìn)行的，而床身是車床總裝時的基礎(chǔ)零件，導(dǎo)軌又是車床中主要部件的位置和刀架運動的基準(zhǔn)。因此兩者構(gòu)成了車床的基準(zhǔn)平面，其他精度的檢驗就在此基準(zhǔn)平面上進(jìn)行，所以床身導(dǎo)軌無論在加工和裝配中都必須檢驗該項精度，從而保證整機裝配基準(zhǔn)的準(zhǔn)確。

3.2 主軸的平行度

對于主軸平行精度中只許向上偏、向前偏的要求，這是由于該項誤差將影響車削外圓時的加工精度。其中，水平面內(nèi)的平行度誤差較垂直面內(nèi)平行度誤差對工件加工精度的影響更大，且成倍地反映在直徑上，使工件出現(xiàn)錐形度。誤差的方向規(guī)定水平面內(nèi)主軸中心只許向前偏，以抵消切削分力對加工精度的影響，同時保證工件正錐，使工件不易報廢；在垂直面內(nèi)主軸中心線只許向上偏，以補償由于卡盤和工件的重量引起的變形。

3.3 冷態(tài)精度和熱態(tài)精度的關(guān)系

根據(jù)以上數(shù)控車床床頭箱總裝的過程及精度要求，在找主軸上母線對床身導(dǎo)軌的平行度時，前面所確定的數(shù)值為-0.02～-0.01/300，而國家標(biāo)準(zhǔn)要求主軸上母線對床身導(dǎo)線的平行度為：+0.005～+0.018/ 300（只許向上偏），并且是以熱檢為主的。在這里有必要研究一下主軸的熱位移偏差方向問題。

圖6 主軸錐孔中心線熱位移偏差方向

+0.03左右。因此，在以上驗證主軸精度項：主軸錐孔中心線對床身導(dǎo)軌的平行度上母線精度時，由于機床是處在冷態(tài)情況下，所以確定的精度值應(yīng)當(dāng)為負(fù)值，即主軸中心線為向下偏。這是因為國家標(biāo)準(zhǔn)中要求此項精度為熱檢精度，其偏差方向是只許向上偏，為保證熱檢時的精度，就必須考慮主軸熱位移的偏差方向和熱位移數(shù)值，準(zhǔn)確地確定冷態(tài)情況下的精度值，這樣才能保證熱檢精度的正確，不需要返修。

4 結(jié)束語

經(jīng)過多年的現(xiàn)場生產(chǎn)實踐證明，采用這種成熟、有效的裝配方法，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，保證了數(shù)控車床整機精度的穩(wěn)定性，對于數(shù)控車床整機裝配具有普遍的指導(dǎo)意義和應(yīng)用價值。

［1］李凱嶺.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)［M］.濟南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2005.

［2］全國數(shù)控培訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)天津分中心組編.數(shù)控機床［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2006.

［3］付承云.數(shù)控機床安裝調(diào)試及維修現(xiàn)場實用技術(shù)［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2011.

［4］王廷康.數(shù)控機床機械裝調(diào)工［M］.北京：中國勞動社會保障出版社，2011.

［5］謝峰，方偉.零件裝配中動態(tài)尺寸鏈的研究［M］.組合機床與自動化加工技術(shù)，2006（11）：69-71.

［6］韓冬，鐘詩勝，夏平均，等.面向虛擬裝配的工藝卡片動態(tài)生成技術(shù)的研究［J］.組合機床與自動化加工技術(shù)，2007（9）：76-80.

（編輯 李秀敏）

The Assembly Technology and Precision Analysis of the Key Processes of CNC Lathes Assembly

GAO Ming-xi，XU Xiao-ming，TAN Jia
（Department of Work Process Research，Dalian Machine Tool Group，Dalian Liaoning 116620，China）

Study on the assembly accuracy and adoption of effective assembly methods have great significance on the quality assurance of products.This paper introduces assembly techniques and accuracy tests of CKA6150 CNC lathe’s headstock throughout the critical final assembly process and provides positional accuracy of the headstock to the bed，inter-relationship between hot and cold accuracy，study and analysis on spindle offset deviation resulting from heat.This assembly technique proves that it is an effective and correct method to ensure the reliability of the entire machine’s accuracy and enhance production efficiency during CNC lathe final assembly process on site.

CNC lathe；Assembly techniques；precision analysis

TH162；TG65

A

1001-2265（2015）03-0145-02 DOI：10.13462/j.cnki.mmtamt.2015.03.039

2014-12-04；

2015-01-09

高明熙（1963—），男，遼寧大連人，大連機床集團(tuán)工程師，研究方向為數(shù)控機床產(chǎn)品制造工藝，（E-mail）gaomingkangxi@163.com。