隨著我國改革步伐加快,國防建設和科研的需要,越來越多的數控鏜床已陸續進入大、中型企業和科研院所、多數數控鏜床都帶有內嵌數控旋轉工作臺、工作臺旋轉軸即第四軸,如何使用好機床是我們認真地待的課題。
根據我們加工的多是精密框架類零件,主要是空間相交孔系加工。由于零件尺寸大,在一些零件同軸、垂直、相交孔系加工時要使用調頭加工方法,都要使用第四軸(以下第四軸簡稱B軸),所以B軸的轉角精度和B軸回轉中心與主軸旋轉中心重合時相對機床X坐標誤差直接影響零件加工精度。由于B軸轉角誤差是固有的,那么B軸回轉中心與主軸旋轉中心重合時相對機床X坐標的調整是我們討論的話題。
機床調試完成后開始加工零件之前,為提高機床加工精度和以后工作效率,我們應對機床設定一個輔助工作零點。根據多年的加工經驗,設定B軸回轉中心與主軸旋轉中心及B軸工作臺面相交一點為輔助工作零點為最佳。假設此點相對機床X、Y、Z軸機械坐標為X0、Y0、Z0。其中X0是主軸回轉中心與B軸回轉中心交點;Y0是主軸回轉中心與B軸工作臺面相交一點;Z0是主軸軸向零點與B軸回轉中心的交點,(如圖1)。
具體方法如下:
首先將機床周圍環境保持在一定范圍:溫度20℃±2℃,干濕度50%~80%。
1、主軸軸向零點和B軸中心重合機械坐標點設定
(1)選擇一標準圓柱棒,裝校與B軸同心度小于0.002mm。
(2)然后使用機床附帶的標準對刀棒或其他找正系統(如雷尼紹測頭等)對標準棒進行測量(如圖2)。
當對刀棒軸端面和標準棒外圓剛剛接觸時記錄機床Z方向的機械坐標值Z,并計算得到主軸軸向零點和B軸中心重合點機械坐標Z0,則
Z0=Z-L-d/2
Z0的精度主要取決于對刀棒軸端面和標準棒外圓接觸時的誤差,如使用雷尼紹測頭效果更佳。
2、B軸回轉中心與主軸旋轉中心重合機械坐標點的設定
(1)靜態調整 靜態調整只是用來粗調整,其值以便動態調整使用。將標準圓棒校與轉臺中心同心小于0.002mm,再用千分表翻找標準棒的中心小于0.002mm,記錄此時機床X軸的坐標值X1。
(2)動態調整 機床X0的動態調整主要適應高精密零件加工的要求,當零件選擇為調頭加工方法時,X0誤差對零件加工精度影響很大,反映到零件上的誤差為X0誤差的兩倍。為了使零件加工更加精確,經數十年加工經驗分析,X0誤差主要是受Y軸軸向幾何精度、機床的定位精度和機床主軸的旋轉時動態和靜態差異的影響,機床的定位精度是機床固定誤差,減少另外兩個誤差將是我們努力的方向。
由于零件加工時主軸旋轉,為確保主軸調整時狀態與零件加工時一致,采用主軸動態調整。
主軸動態X0值調整的辦法,將試件裝在轉臺中心處(如圖3)找正一端孔使其位置與靜態調整坐標X1相同,設試件加工坐標為X1、Y、Z0、B0,調整好刀具半徑和刀長進行加工,切削深度坐標到(Z0-1),轉臺回轉180°,其余坐標不變,切削深度坐標到(Z0-1),然后用千分表找正孔的側母線交接處并記錄差值△X,并把△X/2補償到X1,重復上述加工方法直到△<0.001mm。將最后一次的X1坐標值定為X0。
任何精密加工設備都會有自身制造誤差,就以上設定X0只是代表Y軸一處值,根據在日常的工作中經常加工精密零件Y軸坐標不一定相同,選擇常用的幾個值(Y1、Y2…),制定相應的曲線圖(如圖4),以方便以后工作時調用,提高零件加工精度。
我們在經過長時間使用,在使用中不斷搜索、總結,以上所述只是能夠在機床自身精度的基礎上提高機床的加工精度,加工、編程時根據零件的特點使用不同的方法,由于一般機床體積龐大,受加工環境、周圍各種干擾及操作者的操作習慣影響很大,希望以上能夠為同行提高加工精度時提供參考。