浅谈数控机床组合式长导轨的调整方法

　　摘　要：由于数控机床的快速发展，我们对于数控机床的要求也越来越高。快速，高精度，超大型、超重型的数控机床也不断的问世。但由于受加工母机、铸造、安装调试及运输等方面条件的限制，我们采取的调整方法也为数控机床的发展带来一些新的问题，本文结合实践，探讨了这些问题的关键所在，并详细的阐述了数控机床组合式长导轨的调整方法。
　　关键词：数控机床；问题；调整
　　1　传统调整方法运用于数控机床存在的问题及原因
　　对于数控机床的调整方法，通常我们是把重型长行程的数控机床如落地式镗铣床，重型龙门刨床等机床的导轨，以分段组合的方式进行设计、加工及装配的。采用上述这样方法虽然解决了铸造、机加、装配上的问题，但同时也随之而带来了一些新问题。例如：机加方面要求保证多节床身导轨宽窄、薄厚的一致性问题，装备方面要保证多节床身连接后直线度Z小化的问题等等。这一系列新问题的出现要求我们要有一些新的行之有效方法去解决。针对上述问题，我们厂在装配过程中不断地实践和总结，掌握了一些比较好的调试方法。例如我厂生产的TK6920/L80型落地式镗铣床，其床身采用静压导轨技术，其床身总长度约为12米长，一般分成由3段床身（其中两节约为5000mm，一节约为2000mm）2个解封拼接而成。而对于他的拼接工艺来说是比较麻烦，其直线度的调整也是比较困难的，通常是对于单节床身来说是符合图纸设计要求，但是连接后其直线度变化很大。经我们仔细分析研究，认为造成这种问题其主要原因就是：由于床身的导轨端面与导轨的垂直度误差影响了床身整体的直线度。那怎么样测量和控制到什么程度的修刮量才能是Z为合理呢？才能保证整体的直线性呢？怎样才能把多节床身调整到Z佳状态呢？下面我将我们在装配过程中一点的心得和体会与大家分享。
　　2　多节床身的调整方法
　　步：床身的联接：按装配图把床身的装配顺序搞清楚，处理两节床身的对接端面，用500X500的平板合研刮研床身端面，去除高点和赢点尽量保证床身端面与导轨的垂直度在0.03/1000以内然后可先将中间的床身放在基础的调整垫铁上。初步用框式水平（精度值为0.02/1000）找正安装水平保证水平仪的气泡在2-3格之内（至少保证三点），然后把节和第三节床身也分别放在基础的调整垫铁上，为了防止导轨及床身内侧渗油，一般在床身两节端面处加工防油槽这时联接时别忘接放耐油胶绳（如果有的话）。拼接时由于起吊关系，两节床身一般都有较大的缝隙，这时一般不允许直接用联接螺栓联接，一般应用千斤顶在床身两侧支上，使其联接缝隙逐渐变小后在进行联接，如果三节以上的话可用对接螺栓联接但连接后，必须松开一段时间以便释放应力后（如不这样将来可能影响整体的直线度）。调整各节床身水平保证水平仪的气泡在2-3格之内，同时用与导轨适应的表座检查导轨的一致性在0.005之内（可用百分表测量），然后联接两节床身的联接螺栓，同时保证0.04mm的塞尺不下（保证结合面的间隙为0.03mm）。
　　第二步：整体床身的导轨垂直前面直线度的测量及数据处理。床身联接好后，用光学准直仪测量床身导轨垂直的直线度。（我厂通常是在床身精调之前先保证其立面直线度在合格范围内，然后再精调）。例如上面提到的TK6920/L80型镗铣床的床身在联接好后，用精度值为0.005/1000的光管，500mm长的弯板对床身进行测量。测量的结果如下：
　　节床身：0、-1、-2、-1、-3、-3、-4、-1、-1、-2、-1；（根据直线度的评定准则用坐标纸绘制后床身的整体形状如图1所示） 　　第二节床身：-3、-4、-1、-1、-3、-5、-1、-3、-4、-1；（根据直线度的评定准则用坐标纸绘制后的床身整体形状如图2所示） 　　第三节床身：-12、-15-17-15；
　　从上述三组数据分析，各节床身直线度为：
　　节：4*0.005/1000*500=0.01mm
　　第二节：4*0.005/1000*500=0.01mm
　　第三节：1.1*0.005/1000*500=0.003mm
　　从上述结果分析我们发现整体三节床身自身的直线度都在0.02/全长，但当三节床身联接后其直线度就变成为：36×0.005/100×500=0.09mm，如图三所示（其图为第二节和第三节的图形）。为什么会超出这么多呢？通过仔细研究从图中我们发现造成这种超差的原因是：由于我们在刮研或国工床身端面时床身导轨对床身端面的垂直度超差造成。那怎么才能把这三节床身修刮或加工到Z佳理想状态呢？通常我们首先把用光学准直仪看的数值在坐标纸上画出各节床身导轨的曲线图，然后把相邻两节床身的方向线找到（如图四中的线段1和2）。做前一节床身方向线的延长线，找出后一节床身的方向线对前一节床身方向线1的纵坐标数值。（此例为48格）也就是说前一节床身对后一节床身的存在一个角度α差，如果我们假想把线段2绕A点向上旋转α度后我们会发现此时，两节床身的直线度的数值就会变得非常的小，基本达到了两节床身的Z好状态（转换以后如图五）满足设计、装配要求。 　　算法如下：
　　△=δ/H
　　△：旋转量；
　　δ：节床身对第二节床身方向线相差格数；
　　H：第二节床身的测量板数；
　　上例为：48格/4=12对应第三凶床身的数据就变成为：0，-3，-5，-3（第三凶床身）。
　　床身端面垂直度需要去除或刮研量为：12（格）×0.005÷1000×2000=0.12（2000为床身端面宽度）即床身端面需要刮掉0.12mm，加工或刮研方向可以参照光学准直仪的方向判定；经上述方法经过处理后床身立面直线度基本达到Z好的状态。经过多次实际试验此方法比较准确；第三步：床身水平的调整当床身垂直的直线度满足技术协议要求后，即可开始精调床身。通常我们是用5块水平调整床身。这样能够保证与床身导轨配合的滑动导轨的接触精度。通过上述三步细致调整使床身整体的直线度、平行度满足设计要求。保证了数控机庆的整体的精度。以上是本人在调试落地式镗铣床床身过程中的一些见解和经验，如有不足之处，请提出宝贵意见和建议。