臥式數(shù)控鏜床調(diào)頭鏜孔保證同軸度的技巧

羅華 王濤 趙桂元

摘 要：制造業(yè)特別是機(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(yíng)管理模式及社會(huì)的組織結(jié)構(gòu)和文化。由于制造武器的需要，在15世紀(jì)就已經(jīng)出現(xiàn)水力驅(qū)動(dòng)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(tái)回轉(zhuǎn)180°調(diào)頭鏜削跨距較大的孔時(shí)，因尺寸過(guò)大，加之工作臺(tái)轉(zhuǎn)角角度誤差，故同軸的兩端孔同軸度誤差過(guò)大，達(dá)不到圖樣設(shè)計(jì)要求，從而出現(xiàn)廢品，給生產(chǎn)帶來(lái)?yè)p失。同時(shí)生產(chǎn)實(shí)踐中常用的調(diào)頭鏜方法也存在一些缺點(diǎn)，針對(duì)這些問(wèn)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(jiǎn)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(cè)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(jī)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(gè)軸，搭載2000mm*2000mm的可旋轉(zhuǎn)工作臺(tái);W軸直徑130mm，其平行于Z軸做軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng);B軸垂直于Y軸，可做360度回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);A軸為直徑600mm的回轉(zhuǎn)軸，可水平或垂直放置于工作臺(tái)（B軸）上，可做360度回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

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(jī)床旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)（A、B軸）旋轉(zhuǎn)中心線與刀具中心點(diǎn)的重合位置，由于天氣、運(yùn)動(dòng)誤差、相對(duì)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(jī)床回轉(zhuǎn)中心的測(cè)量及校正

TK6513數(shù)控鏜銑床A、B軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)后有一個(gè)回轉(zhuǎn)中心O點(diǎn)，此中心點(diǎn)與工作臺(tái)的垂線平行于Y軸，垂直于X、Z軸。機(jī)床X軸有一點(diǎn)始終與其重合。在XY平面上任意一點(diǎn)都將與O點(diǎn)有相對(duì)距離。當(dāng)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)180度后，OA線位置不變，但此任意點(diǎn)位置相對(duì)于OA位置線有了位移，位移量為相對(duì)O點(diǎn)X值的兩倍。

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

2.3實(shí)施過(guò)程

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

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

①將鏜桿伸出過(guò)工作臺(tái)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(tái)中間位置，將鏜軸沿Y軸上下移動(dòng)，與杠桿表表頭接觸后最高點(diǎn)計(jì)數(shù)（表具可設(shè)為0，X軸坐標(biāo)設(shè)為X=0）。

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

⑤按步驟3件鏜軸與表具貼合，此時(shí)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(duì)于X軸的重合點(diǎn)（例如：此時(shí)X值為+24.8，則G500坐標(biāo)X+12.4點(diǎn)與機(jī)床工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心重合）。

⑥將找出的重合點(diǎn)存在一個(gè)坐標(biāo)內(nèi)為X=0（此位置點(diǎn)可以長(zhǎng)期使用，根據(jù)機(jī)床重復(fù)定位精度分時(shí)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(tái)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(zhǎng)杠桿表?xiàng)U（或使鏜桿伸進(jìn)孔B），配合杠桿表找正已經(jīng)加工好的孔A進(jìn)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(bǔ)償B孔坐標(biāo)后方可進(jìn)行精加工。此方法存在以下問(wèn)題：

①兩孔間距過(guò)大時(shí)，表?xiàng)U表具長(zhǎng)度限制導(dǎo)致無(wú)法打表確定中心;

②孔直徑小于130時(shí)，鏜軸無(wú)法伸入孔內(nèi)找正;

③工件外形復(fù)雜或干涉面多時(shí)，鏜軸無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行找正;

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

4 改進(jìn)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(tái)精度等原因本身存在一定誤差，但通過(guò)激光干涉儀校正補(bǔ)償過(guò)的數(shù)控機(jī)床，已經(jīng)達(dá)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(dá)到最佳狀態(tài)。

4.1方法原理

4.1.1在工作臺(tái)裝夾工件，找正壓緊后，將其中一邊的XY坐標(biāo)確定，進(jìn)行鏜孔加工，，此時(shí)被加工孔的X坐標(biāo)點(diǎn)與工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心線有個(gè)固定值（回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)已經(jīng)存在其中某一個(gè)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(duì)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(tái)旋轉(zhuǎn)180度，加工與孔1同軸的孔2，此時(shí)孔2坐標(biāo)將為G54 X=-100.6×2。（此孔位置相對(duì)回轉(zhuǎn)中心線為X-100.6）

4.2通過(guò)以上步驟的實(shí)施，將可以更好的保證孔位同軸度，其優(yōu)點(diǎn)如下：

①回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)相對(duì)于X的重合點(diǎn)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(jì)算簡(jiǎn)單，當(dāng)工件裝夾好后，先將一側(cè)的孔加工完成，此時(shí)孔零點(diǎn)相對(duì)于回轉(zhuǎn)中心線的值可以看出，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)180度后，可快速計(jì)算出同軸孔位的坐標(biāo)點(diǎn)。

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(shí)間，提高加工效率。

④工件可裝夾在工作臺(tái)的任意位置，孔大小沒(méi)有限制，工件外形不影響同軸計(jì)算。

總結(jié)

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

參考文獻(xiàn)：

[1]吳國(guó)華 金屬切削機(jī)床 機(jī)械工業(yè)出版社 1993

[2]李一龍 張德生 機(jī)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