关键词： 精度
精度调整（精选八篇）
精度调整 篇1
关键词：数控刨台卧式铣镗床,简易精度调整,节省工作强度及时间
近些年数控机床作为一种精加工的工具在机械加工的市场上非常的普遍, 然而在其使用过程中, 由于温度, 震动和使用过程中的磨损以及长时间的使用过程中的应力释放就会产生一些精度上的变化, 有些精度的变化可以通过机械加工者的经验加以弥补, 然而在多项精度都产生变化的时候就需要维修人员将机床的精度加以调整恢复, 下面主要就刨台卧式铣镗床的精度的调整进行简单的分析与叙述。
由于机床在安装的过程中已经对机床进行安装过程的调试, 并且本着在维修过程中尽量节省时间保证质量的原则, 故在维修过程中精度的调整只需做一些局部的调整或者改动, 以便使机床能够尽快的投入到生产中, 由于本公司的WOTAN生产的φ160镗床生产任务重并且精度要求极其严格, 需要经常进行精度方面的调整, 故以这个为例来简单的叙述在维修的过程中精度调整的大体思路及调整过程中应该注意的事项。
调整精度的过程中首先要对水平仪的精度进行验证及调整, 在相对比较水平的平板上 (如需要调整的工作台的导轨) 按图示位置在放置水平仪并记下续书A将水平仪旋转180°后在同一个位置放置并记下读书B, 选好基准零点计算其精度 , 如图调整位置将水平仪调整到零位, 进行以后相应的操作。
第一步要对工作台的导轨进行检验, 因为在垂直平面内的直线度问题以及工作台床身导轨的垂直平面的平行度问题, 按常规方法检验比较麻烦, 所以在机床维修的过程中经常将两个精度一同打出来, 即所谓的打“米”字形, 方法如图2。
首先, 将工作台用油石或者砂轮片打磨至没有高点, 将方尺按图示位置放正 (通常放在工作台的中心) , 分别将工作台旋转45°、90°、135、180°、225°、270°、315°、360°分别记录各个位置上水平仪的读数值, 如图3。
工作台在打“米”字形的时候位置不一定得停在垫铁的正上方, 但是如果将方尺停在垫铁正上方的位置的话就更能够直观的反映出应该调整哪块垫铁以及这块垫铁应该调整多少, 在调整的过程中应该考虑米字形的衔接, 调整后应该保证在800mm方尺上面的0.02mm以内, 并且应该注意在调整的过程中应根据具体的加工零件的大小给今后的应力释放留些余量, 例如加工比较重的零件的时候就相应的应该将工作台经常放工件的位置调整的比两侧稍高0.01mm左右, 这样零件落到工作台时基本上就会将这0.01mm左右的余量弥补过来。若条件允许尽量在工作台上连续测量五个位置以上, 在检验完之后尽量将工作台旋转180°再进行相应的检测, 以确保调整的正确性, 并且测量的结果应符合GB 50271-2009金属切屑机床工程安装施工及验收规范中表5.5.1中的规定, 如图4。
第二步, 进行立柱导轨的检验, 首先检验立柱导轨和工作台导轨的垂直度, 调整时将800×800方尺水平放置在工作台上如图5。
将百分表固定在锁紧的主轴上, 通关旋转工作台将1面调整至百分表上读数变化为零, 然后分别将百分表的测头接触在检测面2、3上, 观察并记录百分表的变化如果变化较少通过调整工作台床身下面的垫铁就可以了, 如果相差太多, 大部分是通过立柱的床身和地基之间的顶杠 (机械千斤顶) 来调整, 因为该类机床立柱床身和地基都有一段距离, 一般可以将3-5块机械千斤顶, 或者液压千斤顶在立柱床身的两侧交错放置, 通过调整相应的千斤顶的力度来调整偏差。
接着便是检验立柱导轨在垂直平面的直线度问题以及立柱导轨的垂直平面的平行度问题。
首先在工作台中间用油石或砂轮片将工作台上面高点打平, 将百分表固定在锁紧的主轴上, 通过在800×800方尺底面加塞尺将1面调平, 如图6。
后转动主轴将百分表的测头垂直接触检验面2、3移动主轴箱, 并分别记录数据并调整立柱导轨下方的调整垫铁至检测面的读数变化在0.02mm以内, 然后将主轴前伸300mm-500mm分别打二到三个位置, 并分别调整至0.02mm以内, 因为该类机床在加工时为避免主轴产生径向跳动, 故主轴伸出的比较短, 故后面的位置基本上不用检测, 如需检测就将立柱开到前面, 在后面用平尺配合水平仪进行相应的检测即可。
对于立柱导轨在垂直平面内的直线度问题, 方法基本相似, 将方尺转90°后通过底面加塞尺等方式, 调整1面至水平将百分表的侧头垂直接触检验面2、3, 移动立柱, 分别记录数据并调整, 将主轴前伸200mm-300mm重复上面的操作, 检测两到三个位置, 调整至上图的规定标准内即可。
然后调整立柱的扭别, 即方滑枕与工作台的垂直度调整方法如图5, 将百分表吸附在主轴上, 将百分表的拨杆顶在方尺上, 指针调整到零位后用扳手将主轴旋转180°后查看百分表的示数, 然后通过松动立柱把合螺栓, 将立柱进行相应的转动, 调整至示数为零即可。
最后就是机床在加工零件时相邻两个加工面的衔接问题, 即接刀的问题, 可以通过调整主轴箱后面的楔铁进行相应的调整, 这几项调整完可以将后面的两项旋转180°再进行相应的检验, 若能和之前调整的吻合, 则精度初步调整结束, 释放应力之后再微调两到三遍即精度调整结束;若调整之后发生变化通常是将立柱上面的螺栓及销钉松开, 特别注意在松开螺栓的时候尽量用洗油将立柱和滑板结合面的缝隙的铁屑清洗干净, 以避免铁屑在增减垫片的过程中进入到结合面, 这样就会给调整带来很大的麻烦, 将立柱扭转或者在相应的结合面加垫片进行补偿调整, 直至符合GB 50271-2009金属切屑机床工程安装施工及验收规范上面的标准要求即可。
精度调整基本上都是一个团体作业, 要求个个环节都配合好, 否则在调整过程中将做很多无用功甚至一个小小的错误将导致返工, 这样就得不偿失了, WOTANφ160镗床的精度调整适用于大部分镗床的精度调整, 如果方尺运用得当可以对各类机床进行精度检验及调整, 调整过程基本上不用拆卸一些部件, 因此极大的降低了工人的劳动强度并节约了劳动时间, 相应地增加了机床的产出效益。
参考文献
[1]中国机械工业联合会.金属切屑机床工程安装施工及验收规范[S].
[2]中国第一重型机械集团公司.重型机械工艺手册[S].
精度调整 篇2
【关键词】铣削滑枕；传动
随着科技的不断发展，各行各业对产品精度的要求越来越高。大型立式车床作为加工制造大型、特大型零件的工作母机，其精度直接决定着所加工的大型零部件的精度。因此，要想制备满足高精度需求、适用于特殊应用场合的合格产品，大型立式车床本身的精度是必须要保证的一项性能指标。同时，大型立式车床的精度高低也是反映一个国家制造能力强弱、制造水平高低以及科技能力和综合国力的一个重要标志。大型立式车床具有结构尺寸大、载荷重、运动环节多、工作行程大、驱动单元功率大、发热多等特点，其精度受到其组成零部件制造和装配误差。
国内带铣削刀架结现场带铣削刀架结构的机床，铣削滑枕传动杠调整困难，无测量基准，无法确定传动杠与滑枕主轴中心重合，铣削刀架经常出现问题，成为制约带铣刀架精度检验合格的瓶颈。针对此问题经过理论计算和现场实践跟踪和制定铣削滑枕传动杠调整方案，增加装配检测基准，调整传动杠与滑枕中心重合度≤0.1mm，保证铣主轴传动精度。
１．主要研究技术内容
通过对国内7台机床（DVTM800、DVTM630、SMVTM1800、SMVT
M1680、DVTM1000、DMVTM1000、SVTM900）铣削主轴的传动杠调整，并全程跟踪此方案的进行，取得了良好的效果，齐重数控装备股份有限公司已经将此方案纳入设计资料。滑枕中传动轴与铣削主轴的连接方式为十字键连接，主轴高速旋转时，由于传动轴与铣削主轴不同轴，造成十子键频繁游动，产生高频冲击声音。滑枕加工中，深孔工序无法保证同轴度造成在装配时穿装传动轴及顶杆时困难，无法保证传动轴与铣削主轴同轴度要求3、在调整滑枕传动轴四周顶丝时，无法确定传动轴与滑枕中心重合， 且调整困难，检测铣主轴回转精度：端、径跳不合格，DVTM800铣削滑枕在机床上试运转，转速400转，运转30-40分钟后，显示器显示功率逐步上升达60% 后，机床报警。
2.制造方法和技术路线
2.1设计机加零件工艺面，作为装配检测基准，将滑枕内各个传动轴支撑套外圆尺寸加工一致，作为装配调整基准。
附图一 附图二
机加加工时将传动杆支撑套（附图一）共8件的%cA尺寸加工一致不超过0.02mm.记录%cA值，然后将数据转交到装配，作为装配时调整依据。
2.2在滑枕上设计工艺测量孔，滑枕在支撑套调整螺钉可测量位置加工?准12测量孔（附图二），通过滑枕工艺孔以各个支撑套工艺面为基准调整中心重合，装配以滑枕导轨面为基准，测量孔内插入深浅尺，测量各支撑套外径至对应滑枕导轨面尺寸一致。调整传动轴中心与主轴中心重合。按附图三的示意图调整，加工16-%c12工艺孔用深浅尺测量各个轴承套的安装位置，测量E面调整紧定螺钉,使深浅尺在各个测量孔处,测量数值均为表1中A1尺寸，尺寸一致性不超过0.05mm，见表一。测量H面调整紧定螺钉,使深浅尺在各个测量孔处,测量数值均为表2中B1尺寸尺寸一致性不超过0.05mm见表二。
现场2T63、2H63两台机床调整前，DVTM800调整前主轴高速旋转时，键连接部位有冲击、碰撞，有响声，检测铣主轴回转精度：端、径跳不合格。DVTM630机床高速运转半小时以内功率、电流逐步上升，温度升高，机床报警。按该方案调整重新装配后，高速试运转630r/min，运转两个小时后，无冲击声音，状态稳定，电机功率13%-25%。经过此方案调整保证了机床精度，减少装配调整难度。此方法在属于首次应用，提高了产品质量，缩短了装配周期，提高了公司信誉，在国内属于领先技术。
精度调整 篇3
关键词：装配精度,调整方法,应用分析
1 调整装配法的基本原理及其特点
⑴装配调整法适用于装配精度较高而组成环数目较多的尺寸链, 其按经济加工精度确定工件的公差, 并事先选定一个组成环作为补偿环, 若封闭环满足不了所需公差和偏差的要求, 装配时通过来改变补偿环的尺寸或位置。补偿环用于补偿各组成环因公差变大产生累积误差的特定环。装配调整法的调整量可由尺寸链极值计算公式求得。
⑵根据补偿件调整特征的不同, 可将装配调整法分为可动调整、固定调整以及误差抵消调整三种装配方法。装配调整法具有如下特点:
1) 装配调整法能获得较高的装配精度。装配时, 利用可动调整件进行调整, 根据不同的情况可以满足所需的装配精度, 例如通过改变垫片的厚度调整其间隙以满足要求。
2) 装配速度较快。该方法是通过更换零件来进行调整的, 相对与修配法而言, 需更换的调整零件均已预先备好。
3) 工件可按经济精度进行加工。由于装配时需有调整件来闭合装配链, 因此可降低其它工件的加工精度, 从而提高了生产效率。
2 可动调整法
2.1 实例分析
机械制造中运用可动调整法的例子很多, 比如通过转动调整螺钉致使楔块上、下移动进而确保螺母与丝杠间的合理间隙, 具体过程为:将前螺母2的右端和楔块3的左端做成斜面, 并将楔块3装入到前、后螺母间, 楔块3作为补偿环用于调整丝杠5与前、后螺母的间隙。调整时, 松开前螺母的固定螺钉, 通过拧紧楔块3上的调节螺钉迫使楔块向上移动, 前螺母与楔块的相互作用使得前螺母向左移动, 进而保证了前、后螺母与丝杠间的合理间隙, 其图如图1所示。
2.2 可动调整法的特点
⑴采用垫片、垫圈等可动调整件调整方便, 并能得到较高的装配精度。⑵由于设备经常时间运行后因变形、摩擦等造成的误差, 经重新调整后即可满足精度的要求。
3 固定调整法
固定调整法是在尺寸链中选择一个或几个零件作为补偿环, 并根据封闭环的装配精度要求来确定调整件的尺寸, 以达到封闭环装配精度的要求, 固定调整法中的关键是如何确定补偿环的组数以及各组的尺寸。
3.1 原理分析
⑴确定补偿环的组数。补偿环的组数与补偿量F和各组补偿环的补偿能力S有关。固定调整法扩大了相关零件组成环的制造误差, 使得设计要求的封闭环误差小于了实际封闭环的误差, 两者的差值就为其补偿量F。各组补偿环的补偿能力为其封闭环公差与补偿环公差的差值。
⑵确定各补偿环的尺寸。由于各组补偿环的差值为补偿能力的值, 若确定了某一组补偿环的值, 其它组补偿环的值也相应的得以确定。通常是先计算出补偿环的中间尺寸, 再确定其它各组尺寸。
3.2 实例分析
图2所示为齿轮在轴上的装配关系, 组成环为垫圈, 选其作为调整环, 其它组成环按经济精度确定公差的大小, 为满足装配精度的要求, 可将调整环的尺寸分为若干级, 根据装配后实际间隙的大小进行选择, 从而降低了调整环的补偿能力, 具体计算这里不再论述。
3.3 固定调整法的特点
⑴该方法对组成环的加工精度要求不高, 通过改变补偿环的实际尺寸来提高零部件的装配精度, 降低了生产费用。⑵若尺寸链中的环数较多, 在满足装配精度的前提下, 可让组成环按经济精度进行加工。⑶由于该方法在装配时无需对补偿环进行修配, 从而提高了装配的效率。⑷相对可动调整法而言, 固定调整法无需改动可动件位置的补偿件, 使得结构较为紧凑。
4 误差抵消调整法
实例分析
图3为镗模的结构图, 其中o1、o2为镗模板孔的中心, oˊ1、oˊ2为镗套内孔的中心, 装配前零件的位置误差和尺寸误差已提前测量, 装配时将镗套按误差的方向转过的角度α、β, 装配后镗套的孔距为:ι1=ι2-o1oˊ1cosa+o2oˊ2cosb, 将ι2=100.15mm, 同轴度◎为0.015mm, α=600、β=1200带入公式, ι=100mm。
参考文献
[1]乔源庆, 门玉春, 尹勇.机床夹具制造中精度控制的几种加工方法探讨.中国科技博览.2011.
[2]袁礼彬.保证机床夹具制造精度的工艺方法.装备制造技术.2009.
[3]常同立, 杨家武, 佟志忠.机械制造工艺学.清华大学出版社.2010.
精度调整 篇4
关键词：数控转塔冲床,定位精度,电机频率响应,速度环控制,1/2PI控制,位置增益切换
0引言
冲头采用数控伺服驱动系统控制的数控伺服转塔冲床由于冲压频次提高,各轴送进速度加快,在工作效率明显提高的同时也带来机床精度调试的困难。在驱动系统调试过程中我们充分利用了系统具有的各种高速定位调整方法,应用FANUC系统的伺服软件SERVO GUIDE,通过波形图分析、数据测试,最终获得比较理想的参数,把伺服转塔冲床做到真正意义上的高速高精设备。
1高速定位精度调整的方法和技术分析
1.1电机频率响应的调整和应用
机床在装配完毕后的机械性能特性亦即电机的负载情况直接影响到机床的加工精度,通过SERVOGUIDE软件测试电机频率响应曲线,可初步分析各轴的负载特性,找出在整个频率范围内不符合要求的点,如各个共振点,添加相应的滤波器消除共振,得到比较理想的频率响应曲线,为进一步调试驱动参数做好准备。
整个频率范围包括低频区和高频区,把小于200Hz的区域视为低频区,大于200Hz的区域视为高频区。良好的频率响应表现为以下几点:1响应带宽(即幅频曲线上0d B区间)要足够宽,主要通过调整伺服位置环增益(PRM 1825)、速度环增益(PRM 2021)参数来实现,使之越宽越好;2在响应带宽内的最大幅值应低于10d B;3在高频附近的幅值应低于-20d B。
调试过程中低频的滤波可通过伺服调整画面的滤波器选项调整或者通过机械装配调整,一般共振在高频段,通过设置中心频率、带宽、阻尼,观察波形在高频段降大于-20db的波形中心取作中心频率,根据大于-20db的波形宽度设定带宽,阻尼设定范围为(0-100),设置数值越小曲线衰减越明显。
下面以一台数控冲床的X轴频率测试举例说明。
图1a是对X轴电机测得的频率响应曲线,由图可见在425Hz的高频区振幅超出-20db,在此处添加滤波器后再次测得的频率响应曲线如图1b所示。
通常在一个轴的不同位置测频率响应曲线,可加2~3个滤波器消除共振。
在调整后的频率响应下,适当增加速度环增益会使位置误差减小,提高轴的精度。图2a为增加速度环增益前的位置误差波形图,图2b为增加后的误差波形图,可明显看出增加后误差减小,精度提高。
1.2速度环控制方式设定
速度环控制方式分为IP控制和PI控制,IP控制(2003#3=0)适合高速定位控制,PI控制(2003#3=1)更适合高精度控制。应用中视具体需求设定此参数。
下面举例说明A轴PI控制和IP控制的速度反馈情况。
如图3所示的PI控制对于指令的启动速度较快,但是稳定时间变长,通常适合于高精加工;图4的IP控制到达目标位置的时间缩短,但是轴到位时易出现波动。所以用IP控制会提高冲头的冲压频次,但相应可能导致轴到位时不稳定。
如果送料轴选用IP控制,那么在高速定位的同时可能会影响到精度,位置误差会增大。故速度环控制方式的选择需要根据具体的工件加工工艺要求设定。
1.3速度环比例高速处理功能
开启速度环比例高速处理功能(2017#7=1),可以提高速度环路的指令跟踪性,提高伺服刚性。
比较图5和图2b,其中图2b为开启速度环比例高速处理功能的波形误差图,可明显看出未开启的波形差。实测X轴精度、速度略有变差,电机发出异响,无法承受高速度环增益,电机性能变差。
1.4位置增益切换功能
如图6所示,开启位置增益切换功能可变功能2015#0=1,同时设定位置增益切换有效速度2028,可使在小于等于此速度下的位置增益增大2倍,有助于在定位结束时缩 短定位时间,达到快速平稳定位。
如图7所示为X轴未开启切换功能误差波形图。比较图7和图2b,其中图2b为X轴开启了位置增益切换功能,设定50转/分为切换点,可以看到定位迟缓,精度较差。
1.51/2PI控制
设置2203#2=1,开启此功能,可以设置更高的速度环增益。
通常为了提高高速高精加工、高速定位以及超精密定位等伺服性能,保持速度环路的高度稳定,尽可能较高地设定速度环路增益会收到显著效果,这种情况下需要提高电流环路的响应特性。
电流环路1/2PI功能是可以提高电流环路的响应性的一种功能。
比较图8和图2b,图8未开启此功能,速度环增益设值为150,得到的误差比较大。图2b开启了此功能,速度环增益可以设值为300,误差明显变小。
1.6开启低速时积分功能
2015#1为1时此功能有效。
通过在低速区设定某个速度值,用此功能可以实现在所设低速区内增加相应的积分功能,通过对低速时的速度环路积分器进行计算,就可在保持低速时和停止时的定位特性的同时,实现高响应特性,减小震荡,减小定位误差。
图9表示了在定位运动中积分有效和无效的范围,图10是测得的关闭此功能的X轴定位的误差波形图。可以看出相比开启此功能的图2b所示误差增大,停止时间也长。
2结束语
精度调整 篇5
XK5040型数控立式铣床是我公司生产的三坐标数字程序控制铣床, 它主要由床身、铣头、底座、升降台、工作台等几部分组成, 适用于加工结构复杂且精度要求比较高的零件。而主轴部分作为该产品的核心部位对于确保整机的使用性能和产品质量起到了关键的作用。本文结合产品的实际生产经验, 通过分析和研究总结出了XK5040型数控立式铣床主轴精度的装配调整方法, 对于提高装配员工的工作效率和提升整机的产品质量取得了显著的成效。
2 XK5040型数控立式铣床主轴结构的设计原理
如主轴装配图1所示, 主轴12前支撑为固定端, 采用精密的带锥孔的NN3020K P5 W33双列圆柱滚子轴承3和一个60°接触角的234420BM1 P5双向推力角接触球轴承5组成。双向推力角接触球轴承分别承受两个方向的轴向载荷, 采用圆螺母7定压预紧, 以消除轴承游隙。双列圆柱滚子轴承3承受径向载荷, 可借锥孔在轴颈上移动, 以调整轴承的径向游隙, 并可实现径向预紧, 以提高主轴的刚度和轴承的旋转精度。中间支撑采用一个6218深沟球轴承9, 通过12个弹簧和圆螺母11实现定压预紧。后支撑采用一对7022AC角接触球轴承, 通过调整角接触球轴承之间调整隔套的高度差, 对轴承施加轴向负荷来实现定位预紧, 以提高主轴刚性及轴向和径向定位精度。XK5040型数控立式铣床的这种结构承载能力较大, 能够承受较大的切削力和进给力 (即径向载荷及轴向载荷) , 具有较高的径向刚性和轴向刚性, 旋转精度较高。
3 XK5040型数控立式铣床主轴精度的调整方法
3.1 主轴套筒部分的装配调整方法
为提高主轴精度的一次交检合格率, 避免拆装返修, 提高主轴及其组件的装配质量, 结合车间生产的实际情况, 采用以下的流程进行安装调整:
1.半圆调整垫2, 4, 6, 10.调整垫3.双列圆柱滚子轴承5.双向推力角接触球轴承7, 11, 13.圆螺母8.弹簧9.深沟球轴承12.主轴14.齿轮15.轴承套16, 17.调整隔套18.角接触球轴承19, 20.调整套21.花键套22.铣头体23.主轴套筒24.法兰盘
(1) 员工在装配前要认真检查主轴等各零件表面是否存在锈蚀或磕碰划伤, 如果存在要及时清除或修整。
(2) 研磨主轴套筒23内各调整垫, 双向推力角接触球轴承处两个调整垫 (调整垫4和调整垫6) , 要求两端面平行至0.005mm, 主轴前端调整垫1两端面平行至0.01mm, 要求以上各调整垫两端面同时磨削, 表面粗糙度达到Ra0.8μm。
(3) 在专用V型块检具上对主轴各项精度进行复检, 要求各项精度满足主轴零件图2要求:訩主轴7∶24锥孔的径向跳动检棒300mm处0.01mm, 轴端处0.005mm;訪主轴φ128.57h6外圆的跳动0.005mm, 主轴端面的跳动0.006mm;訫φ100Js6、φ90Js6外圆同轴度0.01mm;訬主轴内端面对A、B基准的垂直度0.01mm;設使用红丹粉检验双列圆柱滚子轴承1∶12内锥面与主轴1∶12外锥面的接触面积, 要求达到75%以上;訮主轴7∶24锥孔与塞规检验面的接触面积不少于75%。以上各项若存在不合格要及时进行修整, 以避免组装后主轴精度超标拆装返修。
(4) 将清洗干净的双列圆柱滚子轴承和双向推力角接触球轴承均匀涂抹锂基润滑脂, 填充量不应超过轴承空间的30%。同时要求在产品总装试车阶段, 先30r/min低速运转, 然后再1500r/min高速研车, 以保证润滑脂良好的润滑和冷却作用, 降低主轴温升 (注:以矿物油为基础的锂基润滑脂最适于滚动轴承的润滑, 这类润滑脂能够很好地附着于轴承表面, 一般适用的温度范围为-30℃~110℃。在主轴轴承高速旋转时, 为保持低温升和较长的润滑周期, 此时就要减少润滑脂的填充量, 填充量不应超过轴承空间的30%。脂润滑后的轴承在试运转阶段应低速旋转, 以利于润滑脂的均匀分布, 排除多余的润滑脂, 如果试运转阶段忽略了速度问题, 就有可能导致温度剧增, 使轴承疲劳。)
(5) 安装双列圆柱滚子轴承, 使主轴锥孔中心跳动的高低点与轴承内环跳动的高低点相对应 (NN3020K P5 W33双列圆柱滚子轴承锥孔中心跳动的高低点和234420BM1P5双向推力角接触球轴承内外环端面的高低点在轴承出厂时已检测标示出) , 安装调整垫4, 装双向推力角接触球轴承和调整垫6, 使双向推力角接触球轴承内环端面跳动+、-点对应调整垫的-、+点, 然后使用专用装具将轴承安装到位, 锁紧圆螺母7使预紧力适中。
(6) 将主轴套筒擦洗干净, 锐边倒钝, 把前端轴承装完的主轴装入套筒内, 轻轻旋转使双列圆柱滚子轴承外环与圆柱滚子相配合 (注意防止滚柱划伤) , 然后安装主轴中间支撑6218深沟球轴承9和12-YI-1x9x25;Q81-1弹簧等各件, 锁紧圆螺母11实现定压预紧。将完成的主轴组件架到专用检具上调整复检主轴精度。訩主轴锥孔中心线的跳动根部不大于0.008mm, 300处不大于0.015mm;訪主轴轴肩支撑面的跳动不大于0.016mm;訫主轴定心轴颈的径向跳动不大于0.008mm;訬主轴轴向窜动不大于0.008mm。
(7) 安装半圆调整垫 (1) , 用量块测量主轴端面至双列圆柱滚子轴承内环之间的距离, 调整配研半圆调整垫的厚度。
(8) 将精磨后的调整垫 (2) 放入法兰盘内, 安装主轴前端法兰盘24, 紧固螺钉, 保证螺钉紧固后法兰盘与主轴套筒下端面有约1mm缝隙, 轴承外环定位可靠。
3.2 主轴后支撑部分的装配调整方法
(1) 研磨主轴后支撑处各调整套, 圆螺母处两个调整套 (调整套19和调整套20) , 两端面平行至0.01mm, 要求以上调整套两端面同时磨削, 表面粗糙度达到Ra0.8μm。
(2) 将2-7022AC角接触球轴承18清洗干净, 使用专用的检具测量两轴承间隙, 调整调整隔套16、17的高度差, 排除轴承的轴向间隙。将调整完成的轴承装入轴承套15内, 锁紧圆螺母13实现轴承定向预紧, 提高角接触球轴承的旋转精度。此时要保证调整隔套16的φ5油孔与轴承套φ5油孔完全重合, 保证润滑油路通畅, 提高轴承使用寿命。
3.3 主轴组件与铣头体结合
将主轴套筒组件和主轴后支撑组件、齿轮14等装入铣头体22内, 保证主轴上部花键与花键套21内花键配合滑动自如无阻滞现象, 主轴松紧劲3~7kg, 主轴部分装配调整完成。
4 结语
精度调整 篇6
数控落地镗铣床是现代加工的重要设备, 随着数控技术进步, 该机床开发出两个数控角度轴, 分别是主轴C轴和回转工作台的B轴。从以前该机床只能进行常规的钻孔、镗孔、铣面等基本加工, 向更多的加工工艺发展, 如刚性攻丝、准停换刀、更换附件、附件分度和C轴功能等。其配套使用的回转工作台也从以前简单的4×90°定位方式向高精度的 (秒级) 数控B轴发展, 并可以与其它数控轴合成, 完成螺旋加工。
无论是主轴的C轴功能和任意分度的转台B轴, 均必须采用全闭环控制。为达到闭环精度要求, 机械传动的结构刚性和齿轮精度都要符合设计指标。反之将直接影响调整后所得到的精度和数控的品质参数。
C轴与B轴传动机构不同, 在调整过程中, 出现的现象也不一样。我们在多年的调整工作中, 积累了一些经验, 现介绍如下, 供从事这方面设计和装配调整的技术人员借鉴与参考, 使之少走弯路。
2 两种机构问题分析
(1) 主轴是由多级数齿轮和滑键杠机构组成。由于齿轮间和齿轮与滑键杠之间产生的间隙对定位精度影响比较大, 故提高齿轮精度, 调整减小间隙是很重要环节。
当主轴间隙过大时, 在转动过程中由于惯性存在, 容易造成位置环滞后与超前叠加产生的误差。在调整过程中表现为低转速时振荡不明显, 速度一旦提高, 振荡就严重, 造成无法刚性攻丝, 同时使主轴准停精度和C轴定位精度超差, 工作不稳定。
(2) 回转工作台传动齿轮级数少, 但由于是重载工作, 传动齿轮的齿面及齿轮轴承受力大, 在设计过程中, 宜优先考虑增加刚性问题。
当转台刚性不足时, 承载后低速转动时传动机构受力产生弹性形变, 使位置环滞后, 产生滞后误差并发生振荡 (所谓爬行现象) 。在调整过程中经常出现低转速振荡现象, 提高转速后振荡减弱或消失。
间隙过大和刚性不足会使位置环增益难以提高, 严重影响分度定位精度。当齿轮间隙过大时, 应检查出间隙大的齿轮组, 重新配合齿轮精度。当传动机构刚性不足时造成定位误差, 则是结构性缺陷, 现场调整很难达到要求。
由于编码器安装精度产生的误差属于可调整误差, 精心进行同轴调整后可达到设计要求, 这里不再阐述。
3 调整过程
下面以840D数控系统为例, 说明调整过程, 当使用其它数控系统时, 可参考相关参数。
840D系统是全数字式控制系统, 在硬件组态中, 输入了电机的型号和驱动器模块型号后, 与之相关的主要数据自动装入, 系统会根据这些数据自动计算出电机的最佳匹配数据, 即电流环、速度环及一些关联的电气参数, 所以, 一般情况下不要随意改动。不良的数据设置会影响控制性能, 降低系统的动态响应。
调整前, 主要需调整的是轮廓监控和位置环参数, 同时设定好进给速度和加速度, 与机械惯量基本匹配, 使之机床高低速运行平稳后可进入以下精确调整。
主要调整参数为: (MD36010精定位) 、 (MD3600粗定位) 、 (36020定位时间) 、 (MD32200) 位置环增益。调整过程如下:
3.1 主轴C轴功能调整
主轴设成C轴开环状态, 设定好齿轮传动比。
调整前, 首先检查主轴每个档位的反向间隙, 方法是:数控用C轴最小角度单位 (例如0.1°或更小单位) 单方向步进, 用百分表在主轴端面键适当位置监测。当表针随动数控最小角度单位移动后, 传动齿轮以单向消除间隙。
此刻数控用最小角度单位, 向反方向步进同时观察数控坐标并记录。这时将出现数控及伺服电机转动, 实际主轴没转动的反向间隙现象。当百分表再次随动应立刻停止, 此时数控记录的就是主轴传动齿轮的反向间隙 (角度单位) 。
当机床主轴有三个档位时, 通过对三个档位分别检查, 能查出某档位的某组齿轮间隙所在。
当齿轮间隙超过0.4°时, 机械应检查间隙大的原因加以解决, 使齿轮间隙控制在0.2°以内。当间隙控制在精度要求以内时, 就可以进行下述调整, 具体步骤如下: (1) 主轴设成C轴全闭环工作状态。 (2) 根据C轴设计角度的精度要求, 设定好 (MD3600粗定位) (MD36010精定位) (36020定位时间) (MD32200位置环增益) 相关参数。 (3) 逐步增加位置环增益参数值 (MD32200) 后逐渐提高主轴转速, 最终达到额定攻丝转速 (设计要求) 。在不出现振荡的情况下, 提高位置环增益参数值, 直到出现振荡现象。在此点回调置环增益参数值的5%左右, 直到振荡消失。该点为最佳工作点。理想的置环增益应在0.5-0.7之间。
3.2 回转工作台B轴调整
回转工作台B轴设成半闭环状态, 设定好齿轮传动比。
3.2.1 齿轮间隙的测量与调整
调整时, 回转台在空载方式下检查转台齿轮间隙。数控用转台最小角度指令单位, 单方向步进, 用百分表在转台适当位置监测。当百分表针随动数控最小角度单位移动后, 传动齿轮已单向消除间隙。
在数控用最小角度指令单位向反方向步进的同时, 观察数控坐标并记录。这时将出现数控及伺服电机转动、实际转台没动的反向间隙现象, 当百分表再次随动应马上停止, 此时数控记录的就是传动齿轮的反向间隙 (角度单位) 。
当转台设计回转定位精度为3″时, 齿轮间隙不应超过约3倍的定位精度即9″。
3.2.2 传动刚性测量与调整
调整时, 回转台必须满载方式, 油膜正常情况下进行检查。数控用转台最小角度单位, 单方向步进, 用百分表在转台适当位置监测。当表针随动数控最小角度单位移动后, 传动齿轮已单向消除间隙。
在数控用最小角度单位向反方向步进的同时, 观察数控坐标并记录。这时将出现数控及伺服电机转动, 实际转台没动的反向失动现象, 当表再次随动应马上停止, 此时数控记录的就是传动链的反向间隙与弹性形变之和, 即失动量。
失动量-反向间隙=弹性形变
弹性变形应越小越好, 当等于或大于反向间隙时, 视传动系统刚性太差。刚性不足是结构性缺陷, 用电气调整后, 精度也达不到要求或降低指标勉强达到, 但并不稳定。
当失动量15″时, 机械应调整油压、提高油膜刚性、减小摩擦加以解决, 使失动量在10″。
当失动量控制在精度要求以内时 (经验数据:失动量小于2倍的定位精度) , 就可以进行下述调整, 具体步骤如下: (1) 回转工作台B轴设成全闭环工作状态。 (2) 根据B轴精度要求, 设定好 (MD3600粗定位) (MD36010精定位) (36020定位时间) (MD32200位置环增益) 相关参数。 (3) 逐步增加位置环增益参数值后, 逐渐提高转台转速, 最终达到额定转速。在不出现振荡的情况下, 提高位置环增益参数值, 直到出现振荡现象。在此点回调置环增益参数值的5%左右, 直到振荡消失。该点为最佳工作点。理想的置环增益应在0.6-1之间。
4 传动系统设计的注意事项
为提高传动链刚性, 在设计过程中应注意如下两点: (1) 设计齿轮时, 应尽量提高齿轮刚性, 不但要增加齿轮厚度和模数, 更重要的是齿轮轴径要加粗。设计大吨位回转工作台时, 齿轮轴应大于齿轮外圆的1/2, 这样才能增加支承刚性。不少国内设计的结构都忽略这一点, 齿轮刚性够, 但齿轮轴很细, 一经受力, 轴即变形。 (2) 合理利用伺服电机宽的恒转矩调速特性, 采用一级降速直接传动。不使用中间过渡齿轮。设计过程中每一环节都要考虑刚性问题。传动齿轮级越多, 支承轴越多。如果没有充分考虑刚性问题, 受力后弹性变形大。刚性不足使位置环增益参数将下调, 达不到所需的精度要求, 造成设计失败。
传动系间隙是不可避免的, 但从机械上可以调整小一些, 从电气参数上可以调整使之达到设计要求。
传动系刚性由设计结构决定, 一旦定型, 不可弥补。刚性不足在电机驱动初期时造成的弹性形变使电机能量存储成机械能量, 造成位置环滞后。在运动初期, 存储的能量释放叠加到电机驱动力上, 使位置环超前造成电机振荡。
这个过程电气是无法控制的, 最后是以降低位置环增益参数, 降低动态, 求得机械过渡时的稳定。这将降低机床数控定位精度, 所以说刚性不足对设计数控机床结构时应引起高度重视。
对数控机床精度影响是间隙与刚性叠加产生的, 影响最大的是刚性不足, 其次是间隙。刚性不足产生的能量存储与释放, 劣化破坏传动系统稳定。提醒从事该方面工作的工程技术人员要加以注意。
摘要：文中主要介绍数控落地镗铣床两个角度轴即C轴、B轴驱动齿轮间隙与结构刚性对数控精度的影响和调整方法。同时还介绍了齿轮间隙和弹性形变的测量方法, 强调了结构刚性的重要性, 希望引起设计人员充分重视。
精度调整 篇7
国防、能源、航空航天等国家重点制造业的发展对重型数控落地铣镗床的进给速度和加工精度提出了越来越高的要求。对于重型数控落地铣镗床而言, 不但要求机床具有速度高、刚度大等特点, 而且还要求机床具有较高的相关精度以适应现代化加工的要求。对于重型数控落地铣镗床说, 机床滑枕部件的相关精度是机床的重要技术指标。因此, 研究如何在装配过程中控制滑枕部件尤其是主轴系统的相关间隙及精度, 以实现机床高精度、高转速的加工要求, 具有一定现实意义。
1 滑枕精度调整
滑枕采用恒压闭式静压导轨, 导轨间隙过大时, 静压油膜刚度小, 精度不稳定。间隙过小, 会增加附加摩擦, 使滑枕移动困难。导轨的间隙需要调整到既能建立刚度适合的静压, 又能运动自如。滑枕的矩形四面都是导轨面, 主轴箱方孔相对的两个面中有一侧导轨面是基准导轨面, 与其相对的导轨面是由4块可调整的镶条组成的。因镶条与主轴箱导轨的结合面有1∶50的斜度。因此只要前后移动镶条, 即可减小或增加导轨间隙。
静压油腔开在镶条上, 镶条位置的调整不影响静压的建立。见图1, 镶条是由定位销定位, 定位销3是由内六角螺栓1和2定位。间隙偏大时, 先用小六方扳手向里拧进螺栓1, 然后逐渐向里微调内六角螺栓2。调整中随时检查导轨间隙应保持0.04 mm塞尺不入, 而且进给电机的电流保持没有突然的变化和电流加大的情况。调到适当间隙后, 再用小六方扳手将里面的内六角螺栓1向外拧靠紧定位销3, 这样两个螺栓将定位销3重新定位, 完成了导轨间隙的调整。间隙偏小时, 按上述顺序和方向相反进行调整[1]。
1, 2.内六角螺栓3.定位销
2 主轴精度调整 (见图2)
1.前端盖2.半圆垫3.螺母4.上端盖
铣轴前端采用双列短圆柱滚子轴承与双向推力角接触轴承的典型组合, 中间支承用双列短圆柱滚子轴承, 后辅助支承采用深沟轴承。精度稳定、调整方便、刚度高。当运行时间长, 主轴精度需要调整时, 可通过轴承调整消除游隙, 施加预紧来实现。
具体调整方法如下:
先将滑枕伸出, 检查主轴各项精度, 当主轴精度已超过出厂合格证 (精度标准) 的差值时, 可进行调整, 不应盲目提高精度而调整轴承。
调整精度时卸下滑枕上盖4, 检查螺母3是否松动, 如果螺母3松动, 则螺母与隔垫将产生间隙, 铣轴轴向可能窜动。其后果是使两个双列短圆柱滚子轴承产生游隙, 直接影响主轴的回转与轴向精度。拧紧螺母后再复检一遍精度, 如果精度良好, 则不需要再继续调整轴承。这时要把螺母上的紧定螺钉拧牢, 双螺母后面的锁紧螺母也要拧靠紧固。
调整主轴精度时先卸下端盖1、露出半圆调整垫, 从上端盖4的窗口松开螺母3的紧定螺钉, 将两个螺母向后旋退稍许。然后拧开半圆垫2的联接螺栓, 取出两个半圆垫。逐渐前旋螺母3, 使主轴与双列短圆柱滚子轴承内环产生相对移动, 调整要逐步进行, 每次调整量都要很小, 而且要对照检棒检查精度, 每调一次, 看一次精度, 直到精度合格为止。不能无目标地调整, 螺母旋进过多, 会使双列短圆柱滚子轴承产生过大的预紧力, 压坏滚道而报废。预紧过量还会使轴承发热研伤。
当调整到精度合适时, 准确测量半圆垫2原位置的间隙, 即双列短圆柱滚子轴承内环前隔套端面到主轴台肩后端面的距离。按测量数据修磨半圆垫2, 两个半圆垫要同时修磨, 其两面平行度应小于0.005 mm。
退后螺母3, 装入半圆垫2再将螺母3向前拧紧, 复查主轴精度, 最后把螺母3的紧定螺钉拧紧。反复调以上过程, 待调整结果合适后, 装好上端盖4及前端盖1即可。
因为双列短圆柱滚子轴承的内环与主轴的配合轴径有1∶12的锥度, 当主轴相对于内环移动时, 会消除轴向移动量的1/12数值的轴承游隙或增加预紧量, 可按此估算调整时的主轴移动量, 再根据螺母3的螺距估算出螺母拧紧旋转的圈数, 防止调整过量。
铣轴中间支承的双列短圆柱滚子轴承的外环无锁口, 所以当调整前端轴承时, 中间支承轴承内环随主轴移动, 不改变原调整状态。
正常情况铣轴轴向不必调整, 因为轴向定位采用的是双向推力角接触轴承, 出厂时已调节好内隔套, 保证一定的预紧, 没有游隙。前端盖1通过隔套和双列短圆柱滚子轴承外环压紧双向推力轴承的外环, 将双向推力角接触轴承外环压紧到方滑枕轴承孔的台肩, 使双向推力角接触轴承轴向定位。
当螺母3没有紧定好后退而产生轴向窜动的同时, 也会改变主轴旋转径向精度。
3 结语
综上所述, 随着我国国防、能源、工程机械等重型工业的快速发展, 重型数控落地铣镗床作为重型工业主要的加工机床, 其加工质量及精度势必会影响到国家相关重型工业的发展。为了确保机床的滑枕部件尤其是主轴的相关精度, 我们必须对在装配过程中影响滑枕部件精度的相关因素进行系统研究, 采取有力的手段, 对其装配和调整方法进行优化, 从而保证机床滑枕部件的相关精度。
摘要：主要介绍了重型数控落地铣镗床滑枕及主轴相关精度的调整结构及方法。
关键词：重型数控落地铣镗床,滑枕,主轴,精度调整
参考文献
精度调整 篇8
1 汽车纵梁平板数控冲孔技术
汽车纵梁数控冲孔最开始通过转塔换模进行生产, 随后出现了直线换模冲孔, 比起速度较慢、机身笨重、生产效率低下的转塔换模冲孔技术, 直线换模能够有效提升生产速率。在实际生产中对两种生产方式进行对比, 转塔换模使用的机械设备机身重量可以达到直线换模设备的1.5倍, 生产效率却只有不到2/3。
2 超长直线导轨精度调试方法在数控冲孔机床导轨调整中的应用
2.1 超长直线导轨
一般情况下, 直线导轨在有安装基准和长度较短的情况下, 依靠标准检具, 调试以及测量工作相对比较容易, 但是对于长度在8米以上的导轨, 调试以及测量都会成为问题。我们在安装、维修汽车纵梁平板数控冲孔机床时遇到了超长 (24m) 导轨结构。汽车纵梁平板数控冲孔机床导轨是由8根3米长的精密导轨, 安装在基础钢轨上拼接组成。基础钢轨的地脚孔与地脚螺栓之间有一定间隙, 使得基础钢轨可以在水平面内左右移动, 让导轨在水平面内的直线度调整成为可能。同时, 可以在基础钢轨底座下面垫入一定厚度的铜皮, 抬高轨道某一端地脚高度, 也让导轨在垂直面内直线度调整成为可能。下面笔者将对具体调整过程进行介绍。
2.2 主导轨调试
2.2.1 水平面直线度调试
首先, 测量装置的安装。钢丝 (直径0.15毫米) 在基础钢轨一端固定, 在另外一端则跨过滑轮后悬挂一个重锤, 张紧成为一条理想直线。在导轨上装入一个滑块 (即直线轴承) , 滑块上方固定工业显微镜, 显微镜镜头垂直对准钢丝。在导轨两端观察显微镜, 并左右微调钢丝的两个固定点, 保证这两处钢丝与显微镜镜头上的零刻线保持重合, 此时, 两点确定一条直线, 钢丝即为全段导轨的理想直线参照基准。 (图1) 其次, 测量调整的方法。操作人员缓慢移动滑块, 观察导轨上显微镜镜头内钢丝相对零刻线的偏差, 该偏差读数即为该点导轨的直线度误差。操作人员一边观察镜头上钢丝的偏移方向, 一边旋动基础钢轨底座侧面的顶丝, 推动基础钢轨水平移动, 直到该导轨处的钢丝与镜头内零刻线重合, 此时该点导轨与理想直线重合, 直线度误差消除。如此调整每一处导轨, 直到在各处导轨上显微镜观察到的钢丝与镜头内零刻线重合, 既可完成整条导轨的水平面直线度调整。
2.2.2 垂直面内直线度调试
垂直面内直线度误差值采用框式水平仪每隔500毫米测量一点, 在框式水平仪测出倾斜的点, 用相应厚度的塞尺垫入框式水平仪偏低的一端以修正水平误差, 从而得出相应测点的水平误差值 (即垫入塞尺的厚度值) 。然后根据塞尺读出的厚度值, 在相应的基础钢轨地脚螺栓下面垫入相应厚度的铜皮来调整基础钢轨各个地脚的高度, 从而达到调整导轨在垂直面内直线度的目的。调整过程中, 以相邻两处地脚为一段, 分段调整的方式, 使每段内框式水平读数尽量减小, 直到各点框式水平仪读水平为止。
2.2.3 扭曲度调整
主导轨的扭曲度在实际冲孔生产过程中, 也是一个极为重要的精度要素。其误差将对直接滑块的运动产生影响, 最后很可能导致在纵梁钢板上冲出椭圆孔。所以, 应该采用框式水平仪横向放置在滑块上方, 移动滑块, 进而测得导轨的扭曲度, 调整相应基础钢轨的地脚螺栓高度, 校平导轨。
2.3 副导轨调试
副导轨在实际冲孔生产过程中主要起到支撑作用, 故仅需保证其与主导轨之间一定范围内的平行度和水平度误差即可。我们可以将一块标准平铁放置在主、副导轨之间的滑块上当作桥梁, 保证其可以同步任意滑动, 进而模拟工作中的状态。垂直面中, 副导轨的直线度可以通过平铁上放置框式水平仪, 测量主导轨和副导轨之间的等高来完成, 调整副导轨下面的垫入铜皮的厚度, 直到误差控制在±0.2 mm/24000 mm为止;水平面中, 可以在主导轨滑块上安装一个百分表测试副导轨侧面, 移动滑块, 在百分表读数误差较大处, 合理调整部件, 直到误差控制在±0.3mm为止。
结束语
数控冲孔技术的应用可以有效提升汽车纵梁平板的生产效率, 在实际生产过程中, 工作人员需要采用合适的导轨精度调试方法对机床导轨加以调整, 进而有效保证汽车纵梁的冲孔精度。
参考文献
[1]卞正其, 王亮, 张志兵.带有红外检测功能的汽车纵梁平板数控冲孔线——板材FMC[J].锻压装备与制造技术, 2011 (06) .
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[3]杜建政.汽车纵梁数控冲孔新技术[J].锻压装备与制造技术, 2009 (06) .
[4]张涛, 路坤, 赵新天.数控纵梁平板冲板料自动定位技术[J].锻压装备与制造技术, 2013 (06) .
