CN102601612A - 一种提高机械精度定位调校的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高机械精度定位调校的方法，通过设计，设定机械各种零部件及整体进行装配、定位调校同心点，根据静力、动力等力学的综合应用计算，分别在机械的静止零部件、运动零部件的上、下、左、右、前、后六个方位处，包括定位调校螺纹机构座、定位调校锁固螺母、定位调校螺杆、定位调校斜面机构座、定位调校斜面块分别组成的定位调校装置，配合定位调校装置进行定位调校及锁固，同时确定机械各组件及零部件进行整体装配、定位调校的同心点；再利用精密或超高精密仪器仪表测量的数值对各种装配的零部件及组件实施顶、拉、压定位调校出符合科研设计相关的技术要求后锁固。本发明有效控制机械的精度误差值，提高机械整体综合能力。

Description

一种提高机械精度定位调校的方法

技术领域

本发明涉及机械在设计、制造、装配过程中定位调校的方法，特别是机械在设计、制造、装配定位调校的过程中，以整体中心精度值稳定的控制，采用机械中各零部件的上、下、左、右、前、后六个方位处用定位调校螺纹机构座、定位调校锁固螺母、定位调校螺杆、定位调校斜面机构座、定位调校斜面块分别进行组合的定位调校，达到设计的技术要求后再实施锁固的一种提高机械精度定位调校的方法。

背景技术

现代科技发展的需要，对机械的精度要求越来越高，特别是船舶、航空、航天、军用装备等使用的精度要求非常高。目前的立式或卧式机械、机器、机电等设备的零部件在运行中产生位移及变形，以及在加工制造时的精度误差已远远不能满足现代化科技发展的高精度要求。目前机械的零部件在运行中产生位移及变形的控制方法，通常采用一个方位的制造及加工出一个边和一个面作为装配锁固的基准，而另一边使用螺栓和垫块，实施定位调校及锁固的方法。上述方法的缺点是：机械的零部件在运行中产生位移及变形较大，在机械加工部件时的精度误差偏大。

目前降低机械在加工部件时的精度误差主要的方法是：采用数控、空间等补偿系统减少加工产品过程中产生的精度误差值。上述方法可以减少加工产品过程中产生的精度误差值，但用这种方法来减少机械在加工部件时的精度误差数值是非常有限的，难以满足现代化科技发展的高精度要求。例如，机械在5000mm工作范围内实施加工部件时，本身的精度误差为0.05mm左右，利用上述方法精度误差为0.03mm左右。因此，要想使机械的零部件在运行中产生位移及变形更小，降低在加工制造各种工件时的精度误差，只靠数控、空间等补偿系统的方法来补偿，是难以满足现代化科技发展的高精度要求，必须从机械本身的基础精度着手与数控、空间等补偿系统配合使用的综合应用，方能满足现代化科技发展的高精度要求。

机械在设计、制造、装配过程中定位调校的方法，如中国发明专利申请公布号为CN101920456A，名称为“机械设备六方位螺纹调校定位方法”的发明专利所公开的技术方案，采用螺纹丝母丝杆分别在机械设备各转动、滑动及直线导轨的每一个单独配件的上、下、左、右、前、后六个方位对每一个单独配件实施顶、拉、压的高精密调校定位，使各零件相互形成同心直线度、同心平面度、同心平行度、同心垂直度，成为相互直线、平面、平行、垂直、同轴。从六个方位同时采用螺纹丝母丝杆固定机械设备的各方向转动、各方向各角度的滑动及直线导轨或轨迹，有效控制机械设备产生的随动误差。但是上述的技术方案中没有进一步披露涉及到机械设备六方位螺纹调校定位的科研设计、制造零部件、装配定位调校及锁固的实质内容。

发明内容

本发明的目的是针对上述的缺点，研究出一种利用科研设计、制造、装配、定位调校及锁固的方法，来提高机械的精度，以整体中心精度值稳定的控制为目标，采用机械中各零部件的上、下、左、右、前、后六个方位处用定位调校螺纹机构座、定位调校锁固螺母、定位调校螺杆、定位调校斜面机构座、定位调校斜面块分别进行组合定位调校，达到设计的技术要求后再实施锁固。实施本发明设计、制造、装配的机械，与数控、空间等补偿系统配合使用的情况下，使加工部件在5000mm工作范围内，精度误差可以达到0.003mm左右。此数值要看使用的仪器仪表本身测量精度值的高低，进行测量，配合本发明的定位调校，方能确定上述能够降低的数值；利用更高精密仪器仪表，上述的数值就会更低，充分满足现代化科技发展的高精度要求。

本发明的目的是这样实现的：

(1)科研设计

针对目前机械的高精度需求，根据机械的科研设计、制造、装配定位调校的技术要求，利用电脑绘制成为三维立体效果图；同时设定机械各种零部件及整体进行装配、定位调校的同心点，依据各种力学原理，通过静力、动力等力学的综合应用计算，分别在机械的各零部件，包括静止零部件、运动零部件的上、下、左、右、前、后六个方位处，根据机械的种类不同，设置定位调校螺纹机构座、锁固螺母、定位调校螺杆、定位调校斜面机构座、定位调校斜面块的大小、数量、位置分别组成的定位调校装置，使机械的静止零部件及运动零部件在运行中相互形成同心的作用力平衡，根据机械的每一个零部件的中心，在运行中每一组或多组的运动副相互之间力的平衡原理，形成相对同心，且在各方向上的各种力达到平衡，综合统称为同心的作用力平衡，并符合直线度、平面度、平行度、垂直度等形位公差的技术要求，依据上述设定的构思及设置，利用力学计算的结果转换成为更合理的结构，绘制成为机械的整体实际三维立体效果图，然后转换成为制造图，在机械图纸中，通过图形、文字及符号标注说明技术要求；

(2)制造零部件

完成上述科研设计的工作后，根据科研设计的机械图纸的技术要求，编制制造工艺规程，购置所需的各种材料及零部件，以及进行制造出所需的零部件，主要包括：定位调校螺纹机构座、定位调校锁固螺母、定位调校螺杆、定位调校斜面机构座、定位调校斜面块，分别组成的定位调校装置，通过质量检验符合科研设计的技术要求；

(3)装配定位调校装置并进行定位调校及锁固

各零部件的装配

完成上述科研设计、制造零部件的工作后，按照科研设计的机械图纸的技术要求，编制装配定位调校及锁固工艺规程，根据科研设计图纸进行机械的装配工作，以两点定直线、三点定平面的基本原理，设定各零部件的基准点并定位锁固，分别装配好各零部件的上、下、左、右、前、后六个方位处的定位调校装置，定位调校装置是根据机械的种类不同，采用定位调校螺纹机构座、定位调校锁固螺母、定位调校螺杆、定位调校斜面机构座、定位调校斜面块分别进行组合；

利用精密或超高精密仪器仪表测量的数值对照科研设计的技术要求，采用人工、步进电机或伺服电机结合控制系统软件使用等动力，利用各种扳手，分别实施顶、拉、压定位调校，将机械的零部件，调校出符合科研设计的同轴度、直线度、平行度、平面度、垂直度等形位公差的技术要求后，再进行锁固；

机械整体的装配

将上述装配好的部件作为各种零部件及整体进行装配、定位调校的基准，又分别装配好各组件及零部件的上、下、左、右、前、后六个方位处的定位调校装置，同时确定机械各组件及零部件进行整体装配、定位调校的同心点；再利用精密或超高精密仪器仪表测量的数值对照科研设计的技术要求，采用人工、步进电机或伺服电机结合控制系统软件使用等动力，利用各种扳手，分别对各种装配的零部件实施顶、拉、压定位调校，调校出符合科研设计相关的技术要求，最后进行锁固，完成本发明。

本发明与现有技术比较，有如下显著的优点：

1、本发明能够有效控制机械的零部件在运行中产生位移及变形，大大降低了机械在运行中往返重复精度误差值，由此实现了机械在加工部件时产生的精度误差最小化的优点，提高了机械整体综合能力；

2、本发明结构简单、成本低，本领域的技术人员容易操作，便于推广应用；

3、本发明可应用到精度要求高的各种机械、机器、机电设备、汽车、船舶、铁路、航空，航天、军事装备等领域。

附图说明

图1：实施例定位调校机构立体示意图；

图2：实施例滑轨立柱部件定位调校立体示意图；

图3：实施例带斜面块的定位调校装置立体示意图；

图4：实施例带斜面块的定位调校装置主视剖面示意图。

图中：1、定位调校螺纹机构座，2、定位调校锁固螺母，3、定位调校螺杆，4、定位调校斜面块，5、导轨，6、滑块，7、油缸，8、中压板运动部件，9、工作台静止部件，10、定位调校同心点，11、液压冲床的上方位，12、液压冲床的下方位，13、液压冲床的左方位，14、液压冲床的右方位，15、液压冲床的前方位，16、液压冲床的后方位，17、油缸尾端法兰，18、油缸前端法兰，19、定位调校斜面机构座，20、油缸活塞杆。

具体实施方式

结合说明书附图和实施例，进一步描述本发明。

实施例：一种提高液压冲床精度定位调校的方法

(1)科研设计的液压冲床的精度定位调校设置

精度定位调校装置的各种零部件主要包括：定位调校螺纹机构座1、定位调校锁固螺母2、定位调校螺杆3、定位调校斜面块4、导轨5、滑块6、油缸7、中压板运动部件8、工作台静止部件9、油缸尾端法兰17、油缸前端法兰18、定位调校斜面机构座19和油缸活塞杆20(如图1、图2、图3、图4所示)。

设定液压冲床的精度定位调校装置各种零部件及整体进行装配、定位调校的同心点10(见图1)，根据材料力学、结构力学、理论力学等力学原理，通过静力、动力等力学的综合应用计算，分别在液压冲床的各种零部件的上、下、左、右、前、后六个方位处，设置如图2中的导轨5、滑块6、定位调校螺纹机构座1、定位调校锁固螺母2、定位调校螺杆3组成的定位调校机构，图3、图4中的油缸尾端法兰17和油缸前端法兰18的定位调校锁固螺母2、定位调校螺杆3、定位调校斜面块4、定位调校斜面机构座19和油缸活塞杆20组成的定位调校机构；以及图1进行整体装配、定位调校，使各静止零部件及在运行中各运动副相互形成同心的作用力平衡并符合直线度、平面度、平行度、垂直度等形位公差的技术要求，通过图形、文字及符号标注说明技术要求。

(2)制造零部件(见图2、图3、图4)

完成上述科研设计的工作后，根据科研设计的机械图纸的技术要求，编制制造工艺规程，购置所需的各种材料及零部件，以及进行制造出所需的零部件，主要包括定位调校螺纹机构座1、定位调校锁固螺母2、定位调校螺杆3、定位调校斜面块4、导轨5、滑块6、油缸7、中压板运动部件8、工作台静止部件9、油缸尾端法兰17、油缸前端法兰18、定位调校斜面机构座19和油缸活塞杆20。制造零部件必须通过质量检验符合科研设计的技术要求。其中：

定位调校螺纹机构座1为长条的金属材料，按科研设计的机械图纸的技术要求制造成两个凸边，每个凸边上加工出13个螺孔；

定位调校锁固螺母2为市场上普通的金属螺母；

定位调校螺杆3为市场上普通的金属螺杆；

定位调校螺纹机构座1上的螺孔、定位调校锁固螺母2和定位调校螺杆3的规格相同、可以密切配合。

定位调校斜面机构座19为金属材料，按科研设计的机械图纸的技术要求制成的，其内部四边带有四个滑槽，每个滑槽的侧边有一个斜面；

定位调校斜面块4为金属材料，按科研设计的机械图纸的技术要求制成的，其侧面带有一个斜面；

定位调校斜面机构座19的每个滑槽的斜面与定位调校斜面块4的斜面倾斜角相吻合。

导轨5为长条的金属材料，按科研设计的机械图纸的技术要求制成的，其上部带有滑轨；

滑块6为金属材料，按科研设计的机械图纸的技术要求制成的，其下部带有一个滑槽。

导轨5上部的滑轨与滑块6下部滑槽相密切吻合。

(3)装配定位调校装置并进行定位调校及锁固

各零部件的装配

根据科研设计图纸进行液压冲床的装配工作，以及两点定直线、三点定平面的基本原理，以滑轨立柱部件为例(见图2)，设定导轨的基准点并定位锁固，装配好滑轨的上、下、左、右、前、后六个方位处的定位调校螺纹机构座1、定位调校锁固螺母2、定位调校螺杆3，利用激光干涉仪、角摆仪、万分表等仪器仪表测量的数值对照科研设计的技术要求，采用人工动力，利用扭力扳手，分别实施顶、拉、压定位调校，将滑轨立柱部件，调校出符合科研设计的同轴度、直线度、平行度、平面度、垂直度等形位公差的技术要求后，再进行锁固。

液压冲床整体的装配

将装配好的滑轨立柱部件作为各种零部件及整体进行装配、定位调校的基准，又分别装配好滑轨立柱部件(见图2)、工作台静止部件9、中压板运动部件8、液压缸7等零部件的上、下、左、右、前、后六个方位处的定位调校斜面机构座、定位调校斜面块、定位调校锁固螺母、定位调校螺杆；又将工作台静止部件9的上、下、左、右、前、后六方位的定位调校螺纹机构座1、定位调校锁固螺母2、定位调校螺杆3进行定位调校，以工作台静止部件9的中心点作为确定机械各组件及零部件进行整体装配、定位调校的同心点10；以液压缸7为例(见图3、图4)，在液压冲床的上方位11安装定位调校斜面机构座19。定位调校斜面机构座19的中部安装油缸尾端法兰17，定位调校斜面机构座19内部四边的四个滑槽中，各安装两个定位调校斜面块4，定位调校斜面块4上部安装定位调校锁固螺母2和定位调校螺杆3。油缸尾端法兰17的下部中心安装油缸7，油缸7的下部对称安装定位调校斜面机构座19，定位调校斜面机构座19内部四边的四个滑槽中，各安装两个定位调校斜面块4，定位调校斜面块4下部安装定位调校锁固螺母2和定位调校螺杆3，定位调校斜面机构座19的中部安装油缸前端法兰18，油缸7中心安装油缸活塞杆20。

液压冲床的下方位12安装冲床底座，在液压冲床的左方位13、液压冲床的右方位14、液压冲床的前方位15和液压冲床的后方位16，分别安装定位调校螺纹机构座1，把定位调校螺杆3扭进定位调校锁固螺母2后，再扭进定位调校螺纹机构座1凸边的螺孔中，把导轨5安装在定位调校螺纹机构座1的两组定位调校螺杆3相对应的位置，轻轻旋转两组定位调校螺杆3顶住导轨5，在每条导轨5上部的滑轨上安装一个滑块6，滑块6上安装中压板运动部件8。再利用激光干涉仪、角摆仪、万分表等仪器仪表测量的数值对照科研设计的技术要求，采用人工动力，利用扭力扳手，分别对各种装配的零部件实施顶、拉、压定位调校，调校出使各静止零部件及在运行中各运动副相互形成同心的作用力平衡并符合直线度、平面度、平行度、垂直度等形位公差的技术要求，最后进行锁固。

Claims (1)

1.一种提高机械精度定位调校的方法，其特征是按以下流程实现的：

(1)科研设计

针对目前机械的高精度需求，根据机械的科研设计、制造、装配定位调校的技术要求，利用电脑绘制成为三维立体效果图；同时设定机械各种零部件及整体进行装配、定位调校的同心点，依据各种力学原理，通过静力、动力等力学的综合应用计算，分别在机械的各零部件，包括静止零部件、运动零部件的上、下、左、右、前、后六个方位处，根据机械的种类不同，设置定位调校螺纹机构座、锁固螺母、定位调校螺杆、定位调校斜面机构座、定位调校斜面块的大小、数量、位置分别组成的定位调校装置，使机械的静止零部件及运动零部件在运行中相互形成同心的作用力平衡，根据机械的每一个零部件的中心，在运行中每一组或多组的运动副相互之间力的平衡原理，形成相对同心，且在各方向上的各种力达到平衡，综合统称为同心的作用力平衡，并符合直线度、平面度、平行度、垂直度等形位公差的技术要求，依据上述设定的构思及设置，利用力学计算的结果转换成为更合理的结构，绘制成为机械的整体实际三维立体效果图，然后转换成为制造图，在机械图纸中，通过图形、文字及符号标注说明技术要求；

(2)制造零部件

完成上述科研设计的工作后，根据科研设计的机械图纸的技术要求，编制制造工艺规程，购置所需的各种材料及零部件，以及进行制造出所需的零部件，主要包括：定位调校螺纹机构座(1)、定位调校锁固螺母(2)、定位调校螺杆(3)、定位调校斜面机构座(19)、定位调校斜面块(4)，分别组成的定位调校装置，通过质量检验符合科研设计的技术要求；

(3)装配定位调校装置并进行定位调校及锁固

各零部件的装配

完成上述科研设计、制造零部件的工作后，按照科研设计的机械图纸的技术要求，编制装配定位调校及锁固工艺规程，根据科研设计图纸进行机械的装配工作，以两点定直线、三点定平面的基本原理，设定各零部件的基准点并定位锁固，分别装配好各零部件的上、下、左、右、前、后六个方位处的定位调校装置，定位调校装置是根据机械的种类不同，采用定位调校螺纹机构座(1)、定位调校锁固螺母(2)、定位调校螺杆(3)、定位调校斜面机构座(19)、定位调校斜面块(4)分别进行组合；

利用精密或超高精密仪器仪表测量的数值对照科研设计的技术要求，采用人工、步进电机或伺服电机结合控制系统软件使用等动力，利用各种扳手，分别实施顶、拉、压定位调校，将机械的零部件，调校出符合科研设计的同轴度、直线度、平行度、平面度、垂直度等形位公差的技术要求后，再进行锁固；

机械整体的装配

将上述装配好的部件作为各种零部件及整体进行装配、定位调校的基准，又分别装配好各组件及零部件的上、下、左、右、前、后六个方位处的定位调校装置，同时确定机械各组件及零部件进行整体装配、定位调校的同心点；再利用精密或超高精密仪器仪表测量的数值对照科研设计的技术要求，采用人工、步进电机或伺服电机结合控制系统软件使用等动力，利用各种扳手，分别对各种装配的零部件实施顶、拉、压定位调校，调校出符合科研设计相关的技术要求，最后进行锁固。

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