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如何提高機(jī)床工作精度

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нс212лф1鏜銑機(jī)床是我公司90年代從俄羅斯進(jìn)口的大型設(shè)備（主軸直徑220mm），機(jī)床投產(chǎn)后，Y軸（主軸箱上下移動）一直達(dá)不到加工精度，主要有以下問題:

加工孔時，孔的中心高與要求的中心高偏差大，有時竟達(dá)1mm。
加工深孔時，所加工孔軸心線傾斜，平行度達(dá)不到要求。

1.立柱 2、3、5.夾緊塊 4.立柱導(dǎo)軌面B 6.立柱導(dǎo)軌面A 7.減壓閥 8.單向閥 9.電磁換向閥 10.主軸箱
圖1 機(jī)床Y軸夾緊機(jī)構(gòu)控制原理圖

1.塞鐵 2.改進(jìn)的夾緊塊
圖2 改進(jìn)后的Y軸夾緊機(jī)構(gòu)控制原理圖

1.夾緊塊本體 2.夾緊導(dǎo)軌 3、6.活塞 4、5.銅墊板
圖3 夾緊塊結(jié)構(gòu)

針對這兩個問題，技術(shù)人員曾對機(jī)床各導(dǎo)軌水平度和垂直度進(jìn)行了調(diào)整，效果不明顯。為此，筆者對操作者裝夾和校調(diào)工件進(jìn)行了現(xiàn)場觀察和分析，發(fā)現(xiàn)操作者在機(jī)床Y軸放松情況下（便于主軸箱上下移動）校調(diào)工件，校調(diào)好后，將Y軸夾緊進(jìn)行加工。這一現(xiàn)象引起筆者的注意。于是在Y軸夾緊后，讓操作者再回到基準(zhǔn)面進(jìn)行校核，發(fā)現(xiàn)機(jī)床主軸“上翹”了0.8mm。這說明Y軸夾緊引起了主軸偏移。機(jī)床Y軸夾緊機(jī)構(gòu)控制原理如圖1所示，其中電磁換向閥9控制Y軸夾緊與放松，減壓閥7調(diào)節(jié)Y軸各導(dǎo)軌的潤滑壓力。夾緊塊2、3、5對主軸箱3個方向夾緊。通過受力分析可知，夾緊塊3對主軸偏移影響最大。

進(jìn)一步研究，又發(fā)現(xiàn)主軸箱設(shè)計(jì)有一套平衡機(jī)構(gòu)，當(dāng)主軸滑枕（W軸）向外移動時，主軸箱重心也隨著前移。為了防止主軸“傾頭”，主軸箱上前端吊掛鋼絲自動收緊，其收緊力與機(jī)床主軸滑枕（W軸）位移量成正比，使主軸箱有“上翹”的趨勢，從而消除主軸滑枕下垂對加工精度的影響。由此來看，主軸箱與立柱導(dǎo)軌結(jié)合面A、B必須有一個合理的間隙，才能實(shí)現(xiàn)平衡機(jī)構(gòu)的補(bǔ)償功能。當(dāng)機(jī)床Y軸夾緊后，夾緊塊3（位于主軸箱頂部）使主軸箱與立柱之間產(chǎn)生一個作用力，又由于主軸箱與立柱在作用力方向有間隙，從而使主軸箱在Y軸夾緊后出現(xiàn)“翹頭”現(xiàn)象。

為了解決此問題，筆者對機(jī)床Y軸夾緊方式和潤滑作出以下技術(shù)改進(jìn)（圖2）。

拆除夾緊塊3，其間安裝楔形塞鐵，調(diào)整塞鐵使主軸箱與立柱導(dǎo)軌之間留有合理間隙。
在主軸箱上設(shè)計(jì)了一套夾緊塊，安裝位置如圖2所示，夾緊塊的結(jié)構(gòu)見圖3。該夾緊塊采用雙面夾緊方式，其中夾緊導(dǎo)軌安裝在機(jī)床立柱上，其工作原理是通過夾緊塊中左、右5個活塞在壓力油的作用下，推動銅墊板使其壓在夾緊導(dǎo)軌上，從而達(dá)到夾緊的目的。
夾緊后產(chǎn)生有效的作用力為 F=10pmPD²/4式中：F——夾緊后產(chǎn)生的有效作用力，N
?——銅墊板與夾緊導(dǎo)軌之間的摩擦系數(shù)，取?=0.19
P——夾緊塊中的壓力油工作壓力，P=2MPa
D——活塞直徑，D=80mm
通過計(jì)算得出夾緊后產(chǎn)生的有效作用力為19000N，而原夾緊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的有效作用力為16000N，顯然滿足機(jī)床的夾緊要求。通過受力分析，改進(jìn)的夾緊塊夾緊后使主軸箱在水平方向無作用外力。因而達(dá)到了改進(jìn)的目的。
改進(jìn)了機(jī)床Y軸的潤滑油路（圖2），使Y軸始終有油潤滑，主軸箱與立柱導(dǎo)軌面之間保持穩(wěn)定的油膜剛度，減少了主軸箱夾緊后對機(jī)床精度的影響。另外還增設(shè)了主軸箱對立柱導(dǎo)軌面A、B的潤滑油路，以減少這兩導(dǎo)軌面的磨損。

改進(jìn)后當(dāng)機(jī)床的W軸、Z軸都伸出到最大極限位置時，夾緊Y軸，測得主軸向上僅偏移了0.01mm左右，可保證零件的加工精度。

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技術(shù)

如何提高機(jī)床工作精度

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