CN103157825B - 一种数控四轴环模深孔钻机床的装配以及精度校验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数控四轴环模深孔钻机床的装配以及精度校验方法，该机床用于加工饲料制粒机中不锈钢环模，中间采用立式旋转工作台，左右两边采用四轴双工位深孔主轴，当该机床加工时，工件安装在数控分度工作台上，用四爪卡盘将其环型模具夹紧，且保证其外圆跳动，端面跳动，左右两边为对称的数控滑台、滑台上安装滚珠丝杆、滚珠导轨。由伺服电机控制前后移动，使主轴导套箱移动，工作时导向孔紧贴在工件表面，移动切屑时在滚珠导轨运动，实现环型模具外圆上孔加工。
Description
技术领域
[0001] 本发明主要涉及饲料工业和造纸工业领域，特别涉及一种深孔钻机床的装配方法。
背景技术
[0002] 众所周知，由于环模是颗粒饲料压制机的关键零件之一，又是易损件，价格不菲；其质量的好环和质量是否稳定，直接影响环模的使用寿命和颗粒饲料压制机的产量、饲料的质量，从而影响饲料加工的生产成本。环模模孔表面光洁度直接影响环模生产饲料时是否顺利出料的关键；环模模孔在圆周表面的均匀分布是否内腔在挤压过程中受力均匀。环模失效的主要形式是模孔及环模内环表已磨损报废，也有少量环模开裂和模孔堵塞。因此对机床的加工刀具要求很高，刀具所采用的整体硬质合金枪钻要保证四个主轴轴心线，四个导向孔轴心线，工作台旋转中心线的相对等高；对机床的数控旋转工作台的分度精度和左右两工位主轴之间的几何精度很高，保证其加工的孔的间距排矩；孔与孔间的对接误差。就需要一套完整装配工艺和检验工装及相应的技术要求。
[0003] 用于数控四轴环模深孔钻机床几何精度定位，该机床用于加工饲料制粒机中不锈钢环模的，中间采用立式旋转工作台左右两边采用四轴双工位深孔主轴。该机床加工时，工件安装在数控分度工作台上，用四爪卡盘将其环型模具夹紧，且保证其外圆跳动，端面跳动。左右两边为对称的数控滑台，滑台上安装滚珠丝杆，滚珠导轨。由伺服电机控制前后移动，使主轴导套箱移动。工作时导向孔紧贴在工件表面，移动切屑时在滚珠导轨运动。实现环型模具外圆上孔加工。
发明内容
[0004] 为了克服现有对机床的加工刀具的高要求，以及对机床的数控旋转工作台的分度精度和左右两工位主轴之间的几何精度的高要求，保证其加工的孔的间距排矩，孔与孔间的对接误差，本发明提供了一种数控四轴环模深孔钻机床的装配以及精度校验方法。
[0005] 本发明所采用的技术方案是:一种数控四轴环模深孔钻机床的装配方法，具有如下步骤:(I)将数控旋转工作台、左滑台、右滑台、中滑台分别安装到床身上，使得所述数控旋转工作台导轨的前后运动轨迹垂直于左右滑台导轨的运动轨迹；(2)将X轴伺服系统、Z轴右伺服系统和Z轴左伺服系统安装于所述左右滑台下使其用于伺服控制移运动；(3)将环形模具安装在所述数控旋转工作台的台面上用四爪卡盘锁紧固定，将第一右主轴、第二右主轴和第一左主轴、第二左主轴分别安装在所述左滑台和右滑台上，组装成数控四轴环模深孔钻机床。
[0006] 本发明也公开了一种上述数控四轴环模深孔钻机床的精度校验方法，具有如下步骤:(I)将500*600的标准方箱4放置在中滑台导轨面上，用水平仪测量500*600的标准方箱水平面与床身水平在同一水平面上；(2)在四个滑臂导套孔中插入过度检验芯棒，用精密数显高度尺测量四个导套孔的等高，测量芯棒根部到方箱的高度，数值转换成四个导套孔的中心高；(3)在数控旋转工作台组件上利用卡爪夹持环形检验工装，外圆、端面跳动均要求0.02_范围内，在通过精密数显高度尺测量环形检验工装外径到方箱的高度，旋转数控旋转工作台组件分多次测量且记录，以测量最大数值为准，测量检验环的外径，计算转台中心到方箱的高度，误差不大与0.015mm ； (4)统计测量数据分析转台与四个主轴的等高，修磨转台底板或修磨左右调整垫板，移动中滑台、第一右主轴和第二右主轴组件、第一左主轴和第二左主轴组件，使第一右主轴和第二右主轴组件、第一左主轴和第二左主轴组件靠近数控旋转工作台组件的两个主轴，测量第一右主轴和第二右主轴组件、第一左主轴和第二左主轴组件中心线与数控旋转工作台组件侧面在同一直线上；(5)通过塞尺测量导套孔芯棒与环形检验工装端面的间隙，在调整中测量，可使主轴箱体在调整垫板的键槽中移动，使第一左主轴和第二左主轴组件、第一左主轴和第二左主轴组件中心线与环形检验工装端面间隙相同，再锁紧主轴箱体上面的螺丝，打定位销，作为定位基准。
[0007] 本发明还公开了一种上述的数控四轴环模深孔钻机床Z轴和X轴运动轨迹的精度校验方法，具有如下步骤:(1)将床身上中滑台的固定螺栓松开，使滑台有调整间隙，将400*500标准角尺放在中滑台拖板上以键槽为基准，且右滑台与角尺一边平行；(2)将1200平尺固定在右拖板上，万向表架放在靠近400*500标准角尺一端，使其百分表测头触及400*500标准角尺的表面；(3)然后以右滑台为基准，旋转Z轴右伺服系统前后移动拖板，把中滑台上的400*500标准角尺与左拖板平行，可调整中滑台角度；(4)以左滑台为基准，旋转中滑台X轴伺服系统，前后移动中滑台，校验左滑台与角尺垂直度，把固定螺栓逐步锁紧，在重复效验以上精度，直到达到左右滑台的相互平行，左右滑台与中滑台的垂直。
[0008] 本发明的有益效果是:用于数控四轴环模深孔钻机床几何精度定位，该机床用于加工饲料制粒机中不锈钢环模，中间采用立式旋转工作台左右两边采用四轴双工位深孔主轴。该机床加工时，工件安装在数控分度工作台上，用四爪卡盘将其环型模具夹紧，且保证其外圆跳动，端面跳动。左右两边为对称的数控滑台，滑台上安装滚珠丝杆，滚珠导轨。由伺服电机控制前后移动，使主轴导套箱移动。工作时导向孔紧贴在工件表面，移动切屑时在滚珠导轨运动。实现环型模具外圆上孔加工。
附图说明
[0009] 图1为本发明的数控四轴环模深孔钻机床的总体结构示意图；
[0010]图2为数控四轴环模深孔钻机床Z轴和X轴运动轨迹的几何精度校验示意图；
[0011] 图3为数控四轴环模深孔钻机床数控旋转工作台几何精度校验示意图；
[0012] 图4为数控四轴环模深孔钻机床主轴及滑板几何精度校验示意图；
[0013] 图5为数控四轴环模深孔钻机床几何精度校验示意图。
具体实施方式
[0014] 下面结合附图和实施例对本发明的结构和具体操作进一步进行说明。
[0015] 如图1所示，其示出了数控四轴环模深孔钻机床的总体结构示意图，该机床是由以下部件组成:床身1、左滑台2、右滑台3、环形模具4、数控旋转工作台5、第一右主轴6、第二右主轴7、第一左主轴8、第二左主轴9、X轴伺服系统10、Z轴右伺服系统11、Z轴左伺服系统12。
[0016] 图1中的数控四轴环模深孔钻机床部件按照如下方法组装而成，在图1中的床身I上分别安装有数控旋转工作台5、左滑台2和右滑台3以及中滑台，使数控旋转工作台导轨前后运动轨迹垂直于左右滑台导轨的运动轨迹；再将X轴伺服系统10，Z轴右伺服系统11和Z轴左伺服系统12安装于各滑台下使之用于伺服控制移运动。环形模具4安装在数控旋转工作台的台面上用四爪卡盘锁紧固定；将第一右主轴、第二右主轴7和第一左主轴8、第二左主轴9分别安装在左滑台2和右滑台3上，组装成数控四轴环模深孔钻机床。
[0017] 图2示出了数控四轴环模深孔钻机床Z轴和X轴运动轨迹的几何精度校验示意图；如图2所示，在床身上安装有左右滑台与中滑台，将中滑台的固定螺栓松开，使滑台有调整间隙，将400*500标准角尺3放在中滑台拖板上以键槽为基准，且右滑台与角尺一边平行；将1200平尺I固定在右拖板上，万向表架2放在靠近400*500标准角尺3—端，使其百分表4测头触及400*500标准角尺3的表面；然后以右滑台为基准，旋转Z轴右伺服系统6前后移动拖板，把中滑台上的400*500标准角尺3与左拖板平行，误差为0.02mm/1000，误差以百分表4最大差值计。不符合验收技术条件，可调整中滑台角度.以左滑台为基准，旋转中滑台X轴伺服系统7前后移动中滑台，校验左滑台与角尺垂直度，误差为0.02mm/1000,误差以百分表4最大差值计，不符合验收技术条件，可调整中滑台角度，把固定螺栓逐步锁紧，在重复效验以上精度.直到符合要求，以达到左右滑台的相互平行；左右滑台与中滑台的垂直。
[0018] 图3为机床数控旋转工作台几何精度校验示意图；该部件是由以下部件组成的数控旋转工作台1、万向表架2、百分表3、环形检验工装4、四爪卡盘5。
[0019] 在图3中，机床数控旋转工作台I面垂直回转中心对中滑台定位键侧面和底面的平行；将中拖板上的键槽与左右滑台做平行，把数控旋转工作台I安装键上，放到中拖板上的键槽中，在回转中心安装四爪卡盘5在将环形检验工装4锁紧固定。
[0020] 把百分表3用万向表架2固定在左右滑台上，百分表3测头触四爪卡盘5表面，测量数控旋转工作台I面对定位键侧面和底面的平行，误差不大于0.015mm/800mm，达不到技术要求，允许刮研中拖板侧基准，数控旋转工作台I低面达到验收技术条件.用划针划出转台的安装螺丝孔位置，按要求钻攻中拖板上的数控旋转工作台I的安装螺丝孔。
[0021] 把百分表3用万向表架2固定在拖板上，表头触及环形检验工装4端面，旋转数控旋转工作台I测量检验工装4端面跳动，保证检验工装4端面与四爪卡盘5台阶面平行.调整到最佳状态.量数值以表的最大值计，误差不大于0.03mm。
[0022] 把百分表3用万向表架2固定在拖板上，表头触及环形检验工装4外圆，旋转数控旋转工作台I测量检验工装4端面跳动，保证检验工装4端面与四爪卡盘5台阶面平行.调整到最佳状态.量数值以表的最大值计，误差不大于0.03mm。
[0023] 把百分表3测头触及环形检验工装4的侧母线，上母线上，旋转中滑台伺服系统前后运动，测量检验工装4轴心线与滚动导轨的运动轨迹平行.调整到最佳状态，量数值以表的最大值计，侧母线误差不大于0.015mm/200 ;上母线误差不大于0.015mm/200。
[0024] 图4为机床主轴及滑臂几何精度校验示意图；该部件是由以下部件组成的:主轴箱体1、万向表架2、百分表3、滑臂4、滑臂滚动导轨5、主轴莫氏芯棒6、同轴度测量表架7、导套孔芯棒8。
[0025] 在图4中在部件中将主轴箱体I安装在左右滑台上，用万向表架2在左右滑台导轨上，百分表3表头触及主轴莫氏芯棒6上，前后移动左右滑台，测量主轴轴心线与滑台导轨的平行度，误差以测量最大数值计，侧母线误差不大于0.015mm/200 ;上母线误差不大于
0.015mm/200o上母线超差，修整主轴箱体(I)底面，直到达到要求。侧母线超差，修整主轴箱体I侧安装面，直到达到要求。
[0026] 将主轴箱体I安装在左右滑台上，用万向表架2在左右滑台导轨上，百分表(3)表头触及导套孔芯棒8上，前后移动左右滑台，测量导套孔轴心线与滑台导轨的平行度，误差以测量最大数值计，侧母线误差不大于0.015mm/200 ;上母线误差不大于0.015mm/200o且与主轴轴心线与滑台导轨的平行度同向。上母线超差，修整主轴箱体I滚动导轨的底面，直到达到要求；侧母线超差，修整滚动导轨的调整垫板的方向，直到达到要求。
[0027] 将万向表架2固定在滑臂滚动导轨5上,百分表3表头触及主轴莫氏芯棒6上,滑动滚动导轨测量主轴莫氏芯棒6与滑臂滚动导轨5平行。误差以表值最大值计，侧母线误差不大于0.0Imm/150 ;上母线误差不大于0.01mm/150。
[0028] 将同轴度测量表架7固定主轴莫氏芯棒6上，百分表3表头触及导套孔芯棒8上，旋转主轴。测量导套孔芯棒8与主轴莫氏芯棒6，误差以表值最大值计。误差不大于0.015，如达不到要求修正达到要求，高低修整主轴箱体I滚动导轨的底面，直到达到要求；左右修整滚动导轨的调整垫板的方向，直到达到要求。
[0029] 图5为机床总几何精度校验示意图，该总部件是由以下部件组成:第一右和第二右主轴组件1、数控旋转工作台组件2、第一左主轴和第二左主轴组件3、500*600的标准方箱4、精密数显高度尺5、环形检验工装6。
[0030] 在图5中床身总几何精度校验及技术要求；将中滑台导轨面清理干净，把500*600的标准方箱4放置在中滑台导轨面上，用水平仪测量500*600的标准方箱4水平面与床身水平在同一水平面上。调整方法是在500*600的标准方箱4与导轨面的接触面上垫铜皮。
[0031] 在确保第一右主轴和第二右主轴组件I，第一左主轴和第二左主轴组件3与床身螺丝紧密。在四个滑臂导套孔中插入过度检验芯棒，用精密数显高度尺5测量四个导套孔的等高，测量芯棒根部到方箱的高度，在数值转换成四个导套孔的中心高。
[0032] 在数控旋转工作台组件2上利用卡爪夹持环形检验工装6，外圆、端面跳动均要求
0.02_范围内，在通过精密数显高度尺5测量环形检验工装6外径到方箱的高度，旋转数控旋转工作台组件2分多次测量且记录，以测量最大数值为准，测量检验环的外径，计算转台中心到方箱的高度。误差不大与0.015mm。
[0033] 统计测量数据分析转台与四个主轴的等高。根据修复要求，修磨转台底板或修磨左右调整垫板。
[0034] 移动中滑台、第一右主轴和第二右主轴组件1、第一左主轴和第二左主轴组件3，使第一右主轴和第二右主轴组件1、第一左主轴和第二左主轴组件3靠近数控旋转工作台组件2的两个主轴，测量第一右主轴和第二右主轴组件1、第一左主轴和第二左主轴组件3中心线与数控旋转工作台组件2侧面在同一直线上。通过塞尺测量导套孔芯棒与环形检验工装端面的间隙。在调整中测量，可使主轴箱体在调整垫板的键槽中移动，使第一左主轴和第二左主轴组件1，第一左主轴和第二左主轴组件3中心线与环形检验工装端面间隙相同。再锁紧主轴箱体上面的螺丝，打定位销，作为定位基准。
[0035] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内的任何修改。等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护之内本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本发明保护范围内。
Claims (3)
1.一种数控四轴环模深孔钻机床的装配方法，具有如下步骤:(1)将数控旋转工作台、左滑台、右滑台、中滑台分别安装到床身上，使得所述数控旋转工作台导轨的前后运动轨迹垂直于左右滑台导轨的运动轨迹；(2)将X轴伺服系统、Z轴右伺服系统和Z轴左伺服系统安装于所述左右滑台下使其用于伺服控制移运动；(3)将环形模具安装在所述数控旋转工作台的台面上用四爪卡盘锁紧固定，将第一右主轴、第二右主轴和第一左主轴、第二左主轴分别安装在所述左滑台和右滑台上，组装成数控四轴环模深孔钻机床。
2.一种对权利要求1所述的数控四轴环模深孔钻机床的精度校验方法，具有如下步骤:(I)将500*600的标准方箱放置在中滑台导轨面上，用水平仪测量500*600的标准方箱水平面与床身水平在同一水平面上；(2)在四个滑臂导套孔中插入过度检验芯棒，用精密数显高度尺测量四个导套孔的等高，测量芯棒根部到方箱的高度，数值转换成四个导套孔的中心高；(3)在数控旋转工作台组件上利用卡爪夹持环形检验工装，外圆、端面跳动均要求0.02_范围内，在通过精密数显高度尺测量环形检验工装外径到方箱的高度，旋转数控旋转工作台组件分多次测量且记录，以测量最大数值为准，测量检验环的外径，计算数控旋转工作台组件中心到方箱的高度，误差不大于0.015mm ; (4)统计测量数据分析数控旋转工作台组件与四个主轴的等高，修磨转台底板或修磨左右调整垫板，移动中滑台、第一右主轴和第二右主轴组件、第一左主轴和第二左主轴组件，使第一右主轴和第二右主轴组件、第一左主轴和第二左主轴组件靠近数控旋转工作台组件的两个主轴，测量第一右主轴和第二右主轴组件、第一左主轴和第二左主轴组件中心线与数控旋转工作台组件侧面在同一直线上；(5)通过塞尺测量导套孔芯棒与环形检验工装端面的间隙，在调整中测量，可使主轴箱体在调整垫板的键槽中移动，使第一左主轴和第二左主轴组件、第一左主轴和第二左主轴组件中心线与环形检验工装端面间隙相同，再锁紧主轴箱体上面的螺丝，打定位销，作为定位基准。
3.一种对权利要求1所述的数控四轴环模深孔钻机床Z轴和X轴运动轨迹的精度校验方法，具有如下步骤:(1)将床身上中滑台的固定螺栓松开，使滑台有调整间隙，将400*500标准角尺放在中滑台拖板上以键槽为基准，且右滑台与标准角尺一边平行；(2)将1200平尺固定在右拖板上，万向表架放在靠近400*500标准角尺一端，使其百分表测头触及400*500标准角尺的表面；(3)然后以右滑台为基准，旋转Z轴右伺服系统前后移动拖板，把中滑台上的400*500标准角尺与左拖板平行，调整中滑台角度；(4)以左滑台为基准，旋转中滑台X轴伺服系统，前后移动中滑台，校验左滑台与角尺垂直度，把固定螺栓逐步锁紧，在重复效验以上精度，直到达到左右滑台的相互平行，左右滑台与中滑台的垂直。
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