回轉(zhuǎn)工作臺(tái)同心度與水平端面跳動(dòng)誤差和分度精度的重要性
2018-02-23
王學(xué)新
(武漢智德立精工制造技術(shù)有限公司)
因闡述過(guò)程需要,現(xiàn)將回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的中心設(shè)定為Y軸,工作臺(tái)平面設(shè)定為X軸,分度精度基準(zhǔn)零位線設(shè)定為X0,分度射線為Xa,工作臺(tái)平面上下跳動(dòng)設(shè)定為X正和X負(fù),如圖1所示。
回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的分度精度和重復(fù)定位精度首先取決于回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的圓心Y軸的精度,Y軸徑向圓跳動(dòng)誤差過(guò)大就會(huì)直接影響分度的精準(zhǔn)度,因?yàn)閳A心都不在同一個(gè)圓心上,所以測(cè)量出來(lái)的角度就談不上精準(zhǔn),更談不上重復(fù)定位的精準(zhǔn)(這里談的是實(shí)際測(cè)量值和理論值是有差異的),因此Y軸(即圓心)的徑向精度是確保分度精度和重復(fù)定位精度的重要基礎(chǔ)。
如果Y軸徑向圓跳動(dòng)過(guò)大,當(dāng)X0旋轉(zhuǎn)180°至Xa位置時(shí)就會(huì)自O(shè)點(diǎn)在O—X0和O—Xa兩線之間形成一定的夾角,本來(lái)Xa-O-X0是在同一直線上,無(wú)論工作臺(tái)怎樣旋轉(zhuǎn)這條直線應(yīng)始終保持才是Z理想的。但由于O點(diǎn)的偏擺導(dǎo)致這條直線度不理想。這里要想達(dá)到理想的直線度只能是O點(diǎn)的偏擺越小越好,在加工箱體兩個(gè)對(duì)面上的同軸軸承孔時(shí)就會(huì)產(chǎn)生這樣的情況。
X0面的孔先加工,刀頭固定不動(dòng),回轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)機(jī)床工作臺(tái)向刀頭方向水平移動(dòng)進(jìn)給加工完X0面的孔,工作臺(tái)退回再轉(zhuǎn)動(dòng)回轉(zhuǎn)臺(tái)使Xa旋轉(zhuǎn)至X0位置加工Xa面的孔,這時(shí)由于O點(diǎn)發(fā)生了位移至使相對(duì)不動(dòng)的刀頭對(duì)應(yīng)Xa面的孔的圓心在水平方向產(chǎn)生了偏移,從而使兩對(duì)孔的圓心在水平方向就不同心,如果轉(zhuǎn)臺(tái)本身O點(diǎn)有0.01mm的精度誤差,那么兩對(duì)孔在水平方向的圓心誤差Z大就可達(dá)到0.02mm,同理如果回轉(zhuǎn)工作臺(tái)平臺(tái)回轉(zhuǎn)端跳誤差過(guò)大,就會(huì)直接導(dǎo)致兩對(duì)孔中心高方向的誤差,如圖2、圖3和圖4所示。
回轉(zhuǎn)工作臺(tái)X軸(工作臺(tái)平面)回轉(zhuǎn)精度(即X正和X負(fù))、Y軸的徑向精度、分度精度和重復(fù)定位精度,是確??臻g坐標(biāo)各軸線垂直、平行的重要基礎(chǔ),有了這個(gè)重要基礎(chǔ)的保證,才能確保各種零部件的加工精度。下面以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體加工和變速箱的加工為例,談?wù)劵剞D(zhuǎn)工作臺(tái)的X、Y軸精度、分度精度和重復(fù)定位精度,對(duì)其加工整體精度的影響。
如圖5所示,回轉(zhuǎn)工作臺(tái)加工汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的過(guò)程,假設(shè)孔7~孔9為一加工進(jìn)給過(guò)程,然后旋轉(zhuǎn)180°,孔5、孔6為另一加工進(jìn)給過(guò)程,孔1~孔4分別另外單獨(dú)加工進(jìn)給過(guò)程。在加工孔5、孔6的過(guò)程中,由于回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的同心度誤差以及分度誤差的存在,會(huì)導(dǎo)致原本應(yīng)與Y0X平面平行的孔6的圓心與其在水平方向出現(xiàn)一定的夾角,由于回轉(zhuǎn)工作臺(tái)端面跳動(dòng)誤差的存在,會(huì)導(dǎo)致本應(yīng)于Z0X平面平行的孔6與其在垂直方向出現(xiàn)一定的夾角,這使得理論應(yīng)與機(jī)體四個(gè)側(cè)面平行于兩個(gè)端面垂直的孔6與各面出現(xiàn)一定的夾角。
同樣在加工孔7、孔8、孔9過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)同樣的問(wèn)題,甚至因?yàn)楣ぷ髋_(tái)旋轉(zhuǎn)180°后,其分度精度和重復(fù)定位不夠精準(zhǔn),可能會(huì)導(dǎo)致誤差更大。這兩個(gè)加工過(guò)程的分步進(jìn)行,導(dǎo)致理論上應(yīng)與四個(gè)側(cè)面平行、兩個(gè)端面垂直的基準(zhǔn)線重合的孔5、孔6的中心軸線不僅沒(méi)有與其重合,甚至還會(huì)出現(xiàn)不在同一直線上的現(xiàn)象。另外對(duì)于孔1~孔4的加工,理論上四個(gè)孔的軸線應(yīng)都與水平基準(zhǔn)線垂直且互相平行,但是上述誤差的存在,會(huì)導(dǎo)致軸1~軸4的平行度出現(xiàn)誤差,以及其與孔5、孔6的軸心線垂直度也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的誤差。
由于各加工過(guò)程的誤差原因,使得各加工過(guò)程與理論定位存在相應(yīng)的偏差,再加上各加工過(guò)程的多步驟進(jìn)行,導(dǎo)致加工零件在整體上的誤差進(jìn)一步放大,這使得產(chǎn)品在精度上的要求不能達(dá)到理想的期望值,導(dǎo)致產(chǎn)品的性能大打折扣。
從上述分析中,可以得出結(jié)論,回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的同心度誤差、平面回轉(zhuǎn)誤差以及分度誤差越小,上述空間坐標(biāo)體系中各軸線垂直度、平行度及同軸度就越高。
機(jī)械設(shè)備是由大量的機(jī)械零部件所組成的,尤其是對(duì)于一些復(fù)雜的大型的機(jī)械設(shè)備更是需要大量的機(jī)械零部件,并對(duì)機(jī)械零部件的加工精度提出了較高的要求。單機(jī)械零部件的加工精度出現(xiàn)問(wèn)題將會(huì)導(dǎo)致在機(jī)械設(shè)備的裝配過(guò)程中出現(xiàn)誤差累積,并Z終對(duì)機(jī)械設(shè)備的加工制造精度、使用壽命和使用質(zhì)量產(chǎn)生極大的影響。
在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的加工過(guò)程中,通過(guò)有效地控制回轉(zhuǎn)工作臺(tái)同心度誤差、端面跳動(dòng)誤差以及分度誤差,可以大大提高發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的空間座標(biāo)軸線和曲軸軸瓦孔的同軸度精度,從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)化效率,使一單位的燃料或電力可以產(chǎn)生更多的動(dòng)力輸出,同時(shí)也能降低零件的磨損減少噪音,使其工作壽命得以延長(zhǎng)。
來(lái)源:金屬加工(冷加工)2017年19期