周冬
(齊重數(shù)控裝備股份有限公司,黑龍江 齊齊哈爾161000)
為了提高我公司單住立式數(shù)控車床刀架在半閉環(huán)情況下的使用精度,降低生產(chǎn)制造成本,減少故障環(huán)節(jié),所以對機床1J68 刀架半閉環(huán)精度進行測試,用以檢驗刀架在半閉環(huán)情況下能否達到全閉環(huán)的使用要求,同時在此試驗機床上附帶進行靜壓導軌試驗,用以探索靜壓技術(shù)用在立式車床刀架上的應用經(jīng)驗。
(1)原有滾滑結(jié)構(gòu)改為靜壓導軌結(jié)構(gòu)。
(2)提高斜鐵端頭調(diào)銑時垂直關(guān)系精度,如圖1 所示為正確的垂直關(guān)系,斜鐵端面與基準A 垂直,圖2 為錯誤的垂直關(guān)系,斜鐵端面與基準B垂直,實際斜鐵垂直關(guān)系如圖2 所示,這樣會導致斜鐵端頭壓塊把緊后斜鐵會產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)力,增大刀架摩擦阻力。
圖1 斜鐵與壓塊把合面垂直關(guān)系示意圖
圖2 實際加工錯誤情況示意圖
(3)絲杠安裝誤差較大,通過從新裝配發(fā)現(xiàn)絲杠在端頭鎖緊螺母緊固后會出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象,彎曲數(shù)值為0.2mm,如圖3 所示,在表1位置通過推表找出絲杠圓弧最高點,置0,然后將絲杠旋轉(zhuǎn)180°,百分表顯示誤差為0.2mm,表2 位置為0.07mm,表三是0.01mm,松開端頭鎖緊螺母,在按以上方法推表檢驗,發(fā)現(xiàn)誤差變小表1 為0.01mm,表二為0.01mm,表三為0 可以判斷是通過螺母鎖緊后導致絲杠變形,分析是在絲杠螺紋加工誤差導致及螺紋型位公差超差導致,通過調(diào)整鎖緊螺母前段調(diào)整墊(將調(diào)整墊,磨斜0.02mm),在按以上方法檢驗,發(fā)現(xiàn)表1 為0.05mm,表2 為0.01mm,由于絲杠在自然狀態(tài)下檢驗,絲杠自身有0.05mm 的彎曲,彎曲點接近表1位置,用鎖緊螺母無法矯正彎曲,所以認為此數(shù)值為絲杠安裝最佳狀態(tài)。
圖3 絲杠檢驗示意圖
(4)原刀架上下壓板更改結(jié)構(gòu),從新制作上,下壓蓋。
(5)對斜鐵把合方式進行改進。如圖5 所示,斜鐵2,通過檔塊3把合到轉(zhuǎn)座1 上,在安裝之前,斜鐵要經(jīng)過調(diào)磨,刮研,調(diào)銑斜鐵端頭等多道加工工序,在此過程中斜鐵軟袋粘接面與端頭的垂直度,和轉(zhuǎn)座1:50 斜面與轉(zhuǎn)座端頭擋塊把合面的垂直度的角度一致性不容易保證,在機床刀架上就發(fā)現(xiàn)此問題,如圖7 所示,在不安裝滑枕的情況下安裝斜鐵,在擋塊3 螺釘把緊前,用千斤頂4,將斜鐵頂靠,使之與滑座貼合,0.02mm塞尺不入,然后緊固把合螺釘,撤去千斤頂4,發(fā)現(xiàn)四根斜鐵均下塞尺最大一個下塞尺0.7mm,最小一個下塞尺0.3mm。
圖4 轉(zhuǎn)座返修示意圖
圖5 斜鐵安裝方式示意圖
(1)滑座導軌面的刮研及精度的保障示意圖。
圖6 刀架大面導軌調(diào)整涂膠示意圖
(2)斜鐵的調(diào)磨與刮研。斜鐵的軟帶粘接面經(jīng)試驗室高精磨床調(diào)磨后,接觸良好,1:50 斜面由于角度誤差,基礎不良,如果通過刮研校正時間過長,使用調(diào)整工裝按斜鐵背面(1;50 處),接觸情況適當調(diào)整斜鐵角度,會大大縮短刮研周期,結(jié)構(gòu)原理如圖7 所示。
圖7 斜鐵調(diào)磨工裝示意圖
在這里為了驗證斜鐵軟帶粘接導軌面,經(jīng)過高精磨床調(diào)磨與刮研兩種方法在封油效果的差別,8 根斜鐵導軌面采用調(diào)磨加工方法,其他平面采用刮研工藝,由于空間狹小,刮研難度較高,制作特殊刮刀進行刮研,嚴格控制刀痕深度,保證了刮研精度但效率較低,周期較長。
(3)導軌面與檢棒平行度的測量。如圖8 所示對于平面導軌A面精度檢驗相對容易,檢驗數(shù)值也相對準確,不過也發(fā)現(xiàn)這種檢驗方法不能檢驗平面內(nèi)四個導軌面的共面度,在此次試驗中也沒能找到更有效地方法,有待以后探索研究。
圖8 平面導軌精度檢驗示意圖
圖9 渡面導軌精度檢驗示意圖
如圖9 所示,對渡面B面的檢測難度較大,主要原因是杠桿百分表深入箱體內(nèi)部過深,在看表時處于斜視狀態(tài)無法準確讀數(shù),同時因為表座較重,表桿需要伸出較長,推表時候容易出現(xiàn)誤差,針對表座較重的情況,采用翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)座,使渡面向下從垂直推表變成水平推表,針對讀數(shù)困難問題采用相機內(nèi)部錄像,記錄推表數(shù)值的辦法,但此方法只是臨時解決方案,還帶后續(xù)研發(fā)更為準確的方法。
(1)由于受檢測手段限制,只對刀架絲杠兩段端跳動進行檢驗。如圖10 所示,將V型鐵置于平臺上,絲杠置于V型鐵上,推表將絲杠兩端找平,然后檢驗絲杠與平臺的平行度,每檢驗一次數(shù)據(jù)后將絲杠旋轉(zhuǎn)90 度,旋轉(zhuǎn)4 次,發(fā)現(xiàn)在絲杠趨近電機安裝位置處,存在0.05mm的跳動量,即絲杠存在彎曲現(xiàn)象。
圖10 絲杠檢驗示意圖
(2)刮研精度檢驗。制作25X25 的方形檢驗卡,檢驗刮研精度,引入氣源連接在導軌面潤滑油入口處,通過空氣加壓,檢驗有無明顯泄露部位,通過觀察氣動壓力表數(shù)值,檢驗各導軌面在相同氣壓和流量條件下的壓力保持性,由于沒有有效監(jiān)測空氣流量裝置,所以未對每個靜壓腔空氣流量的一置性進行檢驗(由于缺少試驗驗證所以不能說壓力不同的導軌面加工精度存在差異,此種檢驗方法有待后續(xù)專門實驗驗證)。
綜上所述,本次試驗實現(xiàn)了提高機床半閉環(huán)精度,取代全閉環(huán)使用的目的,節(jié)約了成本,降低了輔助環(huán)節(jié),對減少故障率有一定幫助,靜壓結(jié)構(gòu)在刀架上的應用,提高了機床刀架靈敏度,改善了潤滑狀態(tài),同時由于不在使用滾動導軌塊,降低了生產(chǎn)成本,和用戶維護成本。