%83配置回轉(zhuǎn)夾具回轉(zhuǎn)中心位置誤差的檢驗(yàn).pdf

2 0 07 年第7 期 工藝與裝備 文章編號(hào) l 0 l 一 2 2 6 5 2 X 7 0 7 一 的9 3 一 0 3 臥式加工中心配置回轉(zhuǎn)夾具回轉(zhuǎn)中心位置誤差的檢驗(yàn) 李生斌 董欣勝 大連機(jī)床集團(tuán)有限責(zé)任公司 自 動(dòng)化所 遼寧 大連1 1 662 0 摘要 在臥式加工中心上配置回轉(zhuǎn)夾具是國(guó)內(nèi)外機(jī)床制造技術(shù)的發(fā)展方向 臥式加工中心配置回轉(zhuǎn)夾 具主要是由夾具體 伺服電機(jī) 轉(zhuǎn)臺(tái)和液壓系統(tǒng)等裝置組成的一種復(fù)雜的夾緊結(jié)構(gòu) 適用于汽車行業(yè)缸 體 缸蓋等零件的加工 在臥式加工中心裝配調(diào)試工作中 經(jīng)常遇到臥式加工中 心配置回轉(zhuǎn)夾具 轉(zhuǎn)臺(tái) 夾具 專機(jī) 而確定回轉(zhuǎn)夾 具回轉(zhuǎn)中心位里成為該專機(jī)調(diào)試工作的技術(shù)關(guān)鍵 該文主要研究回轉(zhuǎn)夾具回 轉(zhuǎn)中心的確定 夾具主定位面 含定位銷 誤差的判斷 調(diào)整及其機(jī)床三個(gè)坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系 關(guān)鍵詞 臥式加工中心 回轉(zhuǎn)夾具 夾具主定位面 中圖分類號(hào) T G65 9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A The T es t o f H o ri z o n 加 I Ma c hi ni n gC e n t e r D i s pose s S 初ng F i xt u rea nd G y r a t i o nC e n te r LIS h e n g 一 b i n D O N GX i n 一 she n g A u t o m at i o ni n s t i t u t e t e c h n i q u e d e P artm e n t D al i a nM a c h i n e T ool G r l u pC o rp D al i a n U a o n i n g l l 6620 C h i n a A bst r a c t D is P o s e t h e s w in g fi xt ure o nh o rizo ni alm ac h in in g cen t eri s t h e d e v eloP in g d ir ee t io no f b o t hh er e and abro ad r n a n u fa c t u n n g t e c h n o fo 留 T h e h o rizo ni alm a c h in in g c enterd i s P o s e ss w in gfi xt ure i sa comP lex c l 田 P in g s t ru c t ur e w h i chi s 們 n a m lyc o mP o s e db yfi xt u re s ervomot o r revo lv in g t abl e and勿d r aul i c s y s t em et c nisusedfo r rr 坦 c h i n ing t hecyl in d e r ofauto 宜 lo t iv e and cyl in d erCS P et c InhoriZo ni aln 掛 h in in g c enteras s e m b ling an dd eb u 咫 g w o rk o ft enm e e t s t h e s P eC ia l p hae w h ich is h o rizo nt almac h in in g cent erd i s p o s e s s w ing fi xt u r e revo lv in g t able 6 對(duì) ure 助d t o m ake s ure t h e P o s it io n o f s w in g fi xt u reand gyratio n c enterb e c o me t h e t e c h n iq uek ey int h i s d e b u 函1 1 g w o r k T h i s artic lei s r n 別 叮 fys t u dy t h e d e fmit i o n o f s w in g fi xt ure and 留ratio n c en t er t h e erro r j udg m e n t an d adju s t r O e n t o f flXture mamfo c at in g s u r fa c e in c hi d e lo c at in g P in an d t h erelatfono f 3c o o rdinatea 石 smo t ion K e y words h o n Z o n t allT 比 c h in in g c enter s w in g 6 xt ure 行 獄 ure IT 坦 mfo catin g s u ri 勿 c e 1 問(wèn)題的提出 臥式加工中心配置回轉(zhuǎn)夾具主要有兩種典型結(jié) 構(gòu) 一種是臥式回 轉(zhuǎn)夾具 如圖1 所示 圖1 中回轉(zhuǎn)夾 具的組成主要有轉(zhuǎn)臺(tái) 夾具體 四個(gè)主定位面及兩個(gè)定 位銷等 另一種是水平回轉(zhuǎn)夾具 如圖2 所示 除水平 轉(zhuǎn)臺(tái)外 其余與圖1 所示基本相同 上述典型結(jié)構(gòu)的加工中心專機(jī)在出廠合格證中除 三坐標(biāo)單元的幾何精度規(guī)定外 還有如下要求 1 夾具主定位面與X軸方向的平行 檢驗(yàn)示意 圖如圖3 其允差 0 02 全長(zhǎng) 定位銷夾具體 主定位面 圖1 臣 卜 式回轉(zhuǎn)夾具圖2 水平回轉(zhuǎn)夾具 2 夾具主定位面與2軸方向的平行 檢驗(yàn)示意 圖如圖4 其允差 0 02 全長(zhǎng) 3 兩定位銷中心線與X軸方向的平行 檢驗(yàn)示 意圖如圖5 其允差 0 0 2 全長(zhǎng) 收稿日 期 2 007 一 05一 1 仇修回日 期 2 X 7 一 06一 18 作者簡(jiǎn)介 李生斌 男 任職于大連機(jī)床集團(tuán)有限責(zé)任公司 E 一 m ail dxs9 27 dl cn 9 3 臼 卜 卜 勁士 月 2 曰 2 二 刁二 友 拍可組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù) 在 0 位驀 律 尹4 宕 曰 一一 一 一廠 一一二 一 一 一 腸 凡 彥 在 1 8 0 位 圖3 夾具主定位面與X軸移動(dòng)平行 在 0 位 寥了 廠 嗯 多 一 一 一 一戶 一 一 一 一 一 鉀 尸 幾 聾 曰 在 1 8 0 位 圖4 夾具主定位面與2軸移動(dòng)平行 數(shù) 2 測(cè)量長(zhǎng)度 表示 X軸移動(dòng)與回轉(zhuǎn)中心線平行 誤差值 公式n 0 位測(cè)量?jī)x表讀數(shù) 1 8 0 位測(cè)量?jī)x表讀 數(shù) 2 測(cè)量長(zhǎng)度 表示夾具主定位面與回轉(zhuǎn)中心線的 平行誤差值 現(xiàn)將本實(shí)例實(shí)測(cè)值代人公式 1 計(jì)算得 仁 一 0 03 一 0 0 3 2 全長(zhǎng) 0 全長(zhǎng) 表示X軸移動(dòng)與回轉(zhuǎn) 中心線平行誤差為0 全長(zhǎng) 將實(shí)測(cè)值代人公式 n計(jì)算得 一 0 03 0 03 2 全長(zhǎng) 一 0 0 3 全長(zhǎng) 表示主定位面與回 轉(zhuǎn) 在 0 位 X 6 口 卜 一 一 一 一介 丘一龍 在 1 8 0 0位 中心線平行誤差為0 0 3 全長(zhǎng) 誤差簡(jiǎn)圖為圖 6 注 止 表示表頭朝下 寸 表示表頭朝上 3 對(duì)策 將誤差 計(jì)算值與出廠合格證 比較 略 一 0 0 3 一 氣 1 8 0 0位 夾具回轉(zhuǎn)中心線 圖5 兩定位銷中心線與X軸移動(dòng)平行 在總裝交檢幾何精度時(shí) 以坐標(biāo)單元x Y 2三個(gè) 坐標(biāo)移動(dòng)來(lái)檢驗(yàn)與夾具主定位面 或兩定位銷中心線 的平行誤差 可能出現(xiàn)如下問(wèn)題 轉(zhuǎn)臺(tái)0 位時(shí)在合格 證允差范圍之內(nèi) 而轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)到1 80 位時(shí) 其平行超差 轉(zhuǎn)臺(tái)0 位時(shí)其平行超差 轉(zhuǎn)到 1 8 0 位時(shí)平行仍然超 差 出現(xiàn)這樣情況 不但幾何精度不合格 同時(shí)影響加 工精度 因此必須認(rèn)真分析 查找原因 采取相應(yīng)措施 2 個(gè)案分析 在實(shí)際精度檢驗(yàn)中 會(huì)出現(xiàn)很多不同的檢驗(yàn)結(jié)果 為了把錯(cuò)綜復(fù)雜的情況分析清楚 現(xiàn)歸納出一些實(shí)例 進(jìn)行分析 本文主要以臥式轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)夾具 一面兩銷定位 為 例 見(jiàn)圖1 將夾具主定位面 1 2 3 4 點(diǎn) 和定位銷 5 6 點(diǎn) 檢測(cè)出現(xiàn)的情況分別進(jìn)行分析 2 1 主定位面1 2 3 4 點(diǎn)檢測(cè)及分析 實(shí)例 1 當(dāng)X軸移動(dòng)與回轉(zhuǎn)中心線平行但主定位 面與回轉(zhuǎn)中心線不平行時(shí) 見(jiàn)圖3 所示 1 檢測(cè) 轉(zhuǎn)臺(tái)在0 位時(shí) 移動(dòng)X坐標(biāo)軸 檢測(cè)朝 上的主定位面1 2 3 4點(diǎn) 測(cè)量?jī)x表在 1 2面上的讀 數(shù)為0 測(cè)量?jī)x表在3 4 面上的讀數(shù)為一 0 03 將轉(zhuǎn)臺(tái) 轉(zhuǎn)到1 80 時(shí) 移動(dòng)X坐標(biāo)軸 檢測(cè)朝下的主定位面1 2 3 4 點(diǎn) 測(cè)量?jī)x表在1 2 面上讀數(shù)為0 測(cè)量?jī)x表在 3 4面上的讀數(shù)為一 0 03 2 計(jì)算與判斷 對(duì)于這種檢測(cè)方法 推理歸納出 幾個(gè)誤差計(jì)算公式 公式 1 0 位測(cè)量?jī)x表讀數(shù)一 1 80 位測(cè)量?jī)x表讀 9 4 一 滋 00位 一X 圖6 主定位面與回轉(zhuǎn)中心線平 行誤差0 03 時(shí)誤差簡(jiǎn)圖 如果誤差計(jì)算值 超差 可以采取如下方法處理 一種方法是修磨定位面1 2 點(diǎn) 去掉0 03m m 另 一種方法是加高定位面3 4 點(diǎn)0 03m m 實(shí)例2 當(dāng)X 軸移動(dòng)與回轉(zhuǎn)中心線不平行 但主定 位面與回轉(zhuǎn)中心線平行時(shí) 見(jiàn)圖3 1 檢測(cè) 轉(zhuǎn)臺(tái)在0 位時(shí) 移動(dòng)X坐標(biāo)軸 檢測(cè)朝 上的主定位面1 2 3 4點(diǎn) 測(cè)量?jī)x表在 1 2面上的讀 數(shù)為0 測(cè)量?jī)x表在3 4 面上的讀數(shù)為一 0 03 將轉(zhuǎn)臺(tái) 轉(zhuǎn)到1 80 時(shí) 移動(dòng)x軸坐標(biāo)軸 檢測(cè)朝下的主定位面 1 2 3 4點(diǎn) 測(cè)量?jī)x表在1 2 面上的讀數(shù)為0 測(cè)量?jī)x 表在3 4 面上的讀數(shù)為 0 03 2 計(jì)算與判斷 現(xiàn)將本實(shí)例實(shí)測(cè)值代人公式1 計(jì)算得 一 0 03 0 03 令 2 全長(zhǎng) 一 0 0 3 全長(zhǎng) 表示X軸移動(dòng)與 回轉(zhuǎn)中心線平行誤差值為0 03 全長(zhǎng) 將實(shí)測(cè)值代人公式n 計(jì) 算得 一 0 0 3 0 0 3 2 全長(zhǎng) 0 全長(zhǎng) 表示主 定位面與回轉(zhuǎn)中心線平行 誤差為0 全長(zhǎng) 誤差簡(jiǎn)圖為圖7 3 對(duì)策 將誤差計(jì)算 值與 出廠合 格 證 比較 略 子 1 8 0 0位 夾具回轉(zhuǎn)中心線 一 石 龍 吞 00位 一一 卜 圖7 主定位面與回轉(zhuǎn)中心 線平行誤差為 0時(shí)誤 差簡(jiǎn)圖 2 0 0 7年第7 期 叫 日 卜 竺 習(xí)士 通 汾 J 2 二 刁 習(xí) 斌拍 即 如果誤差計(jì)算值超差 只需調(diào)整夾具底座下面安 裝平面 使回轉(zhuǎn)中心線與X坐標(biāo)軸移動(dòng)平行即可 實(shí)例3 當(dāng)X軸移動(dòng)與回轉(zhuǎn)中心線不平行 且?jiàn)A具 主定位面與回轉(zhuǎn)中心線也不平行時(shí) 見(jiàn)圖3 1 檢測(cè) 轉(zhuǎn)臺(tái)在0 位時(shí) 移動(dòng)X坐標(biāo)軸 檢測(cè)朝 上的主定位面1 2 3 4 點(diǎn) 測(cè)量?jī)x表在1 2 面上的讀 數(shù)為0 測(cè)量?jī)x表在3 4面上的讀數(shù)為一 0 08 將轉(zhuǎn)臺(tái) 轉(zhuǎn)到1 80 時(shí) 移動(dòng)x坐標(biāo)軸 檢測(cè)朝下的主定位面1 2 3 4 點(diǎn) 測(cè)量?jī)x表在1 2 面上的讀數(shù)為0 測(cè)量?jī)x表 在3 4 面上的讀數(shù)為一 0 0 1 2 計(jì)算與判斷 現(xiàn)將本實(shí)例實(shí)測(cè)值代人公式1 計(jì)算得 一 0 08 一 0 01 2 全長(zhǎng) 一 0 0 3 5 全長(zhǎng) 表示X軸移動(dòng) 很復(fù)雜 其中有夾具體 剛度不足 也有可能是 夾具回轉(zhuǎn)軸兩端安裝不 同軸 緊固端面是否與 回 轉(zhuǎn)中心垂直等 采取 逐個(gè)排除法一一解決 2 2 分析定位銷5 6 見(jiàn)圖5所示 針對(duì)定位銷5 6 的 分析可能出現(xiàn)情況 1 當(dāng)X軸軸向與 在 1 8 0 0 位 一 眾 屯3 點(diǎn) 1 2 點(diǎn) 夾具回轉(zhuǎn) 中心線 0 3 廠 4 點(diǎn) 一X 3 點(diǎn) 一 0 0 3在1 5 0 位 4 點(diǎn) 0 0 3 圖9 主定位面與中心線平行誤 差0 06 時(shí)誤差簡(jiǎn)圖 與回 轉(zhuǎn)中心線平行誤差為 將實(shí)測(cè)值代人公式n 計(jì)算 得 一0 08 一 0 0 1 2 全長(zhǎng) 二 0 045 全長(zhǎng) 表示主定位 面與回轉(zhuǎn)中心線平行誤差 為0 0 4 5 全長(zhǎng) 誤差簡(jiǎn)圖為圖8 3 對(duì)策 從本示例 可以清楚地判斷出兩種不 0 0 3 5 全長(zhǎng) 圖8 主定位面與回轉(zhuǎn)中心線 平行誤差為0 0 45 時(shí)誤 差簡(jiǎn)圖 同的誤差交錯(cuò)在一起 一種是夾具回轉(zhuǎn)中心線與X軸 移動(dòng)間安裝誤差 另一種是夾具主定位面與回轉(zhuǎn)中心 線間誤差 可采用上述實(shí)例 1 實(shí)例2 的對(duì)策分別解決 實(shí)例4 當(dāng)夾具體主定位平面發(fā)生扭曲變形時(shí) 見(jiàn) 圖3 圖4 所示 1 檢測(cè) 轉(zhuǎn)臺(tái)在0 位時(shí) 移動(dòng)X坐標(biāo)軸 檢測(cè)朝上 的主 定位面1 2 3 4 點(diǎn) 測(cè)量?jī)x表在1 2 面上的讀數(shù)為 0 測(cè)量?jī)x表在3 4 面上的讀數(shù)也為0 轉(zhuǎn)臺(tái)在1 8 00時(shí) 移 動(dòng)X坐標(biāo)軸 檢測(cè)朝下的主定位面1 2 3 4點(diǎn) 測(cè)量?jī)x 表在1 2 面上的讀數(shù)為0 測(cè)量?jī)x表在3 面上的讀數(shù)為 一 0 03 測(cè)量?jī)x表在4 面上的讀數(shù)為十 0 03 2 計(jì)算與判斷 按X軸方向?yàn)榛鶞?zhǔn) 1 點(diǎn)與3 點(diǎn)連線朝上傾斜 0 0 3 全長(zhǎng) 而2 4 點(diǎn)連線朝下傾斜十 0 03 全長(zhǎng) 按2 軸方向?yàn)榛鶞?zhǔn) 1 2 點(diǎn)連線為0 而3 4 點(diǎn)連 線為0 0 6 全長(zhǎng) 反映出3 4 點(diǎn)與1 2 點(diǎn)發(fā)生了 扭曲 變形 誤差簡(jiǎn)圖為圖9 3 對(duì)策 出現(xiàn) 扭曲變形 這種現(xiàn)象 分析其原因也 回轉(zhuǎn)中心線平行 但兩定位銷連線與回轉(zhuǎn)中心線不平 行時(shí) 2 當(dāng)X軸軸向與回轉(zhuǎn)中心線不平行 但兩定位 銷對(duì)回轉(zhuǎn)中心線平行時(shí) 3 當(dāng)X軸軸向與回轉(zhuǎn)中心線不平行時(shí) 且兩定 位銷連線與回轉(zhuǎn)中心線也不平行時(shí) 針對(duì)定位銷的檢測(cè)方法 推理歸納出如下誤差計(jì) 算公式 公式nl 0 位測(cè)量?jī)x表讀數(shù) l80 位測(cè)量?jī)x表讀數(shù) 于 2 測(cè)量長(zhǎng)度 表示X 軸移動(dòng)與回 轉(zhuǎn)中心 線平行 誤差 公式W 0 位測(cè)量?jī)x表讀數(shù)一 1 80 位測(cè)量?jī)x表讀 數(shù) 2 測(cè)量長(zhǎng)度 表示兩定位銷連線與回轉(zhuǎn)中心線平 行誤差 具體的檢測(cè) 計(jì)算與判斷及對(duì)策請(qǐng)參照主定位 面的檢測(cè)與分析 3 結(jié)論 臥式加工中心配置回轉(zhuǎn)夾具 雖然種類繁多 但都 與上述的典型示例大同小異 原理基本相同 因此 搞 清楚上述實(shí)例后 遇到再難的問(wèn)題也會(huì)迎刃而解 以上歸納出的一些公式實(shí)用方便 應(yīng)用這些公式