CN113333831B - 一种床鞍导轨垂直度加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种床鞍导轨垂直度加工方法，将床鞍放置到铣床工作台上，并设置调节装置，首先对垂直方向导轨进行加工，之后通过调整调节装置并观察水平仪是床鞍垂直方向导轨与铣床工作台保持相对垂直，将床鞍垂直方向导轨作为基准，通过铣床精铣水平方向导轨，从而确保水平方向导轨与垂直方向导轨的相对垂直，完成垂直度加工；该方法中床鞍始终处于铣床加工平台，避免了反复移动重新定位导致的误差，且仅采用水平仪校准，成本低且操作简单。

Description

一种床鞍导轨垂直度加工方法
技术领域
本发明涉及床鞍导轨加工方法，尤其涉及床鞍上水平导轨和垂直导轨的相对垂直度的加工方法。
背景技术
五轴联动铣车复合加工中心是高档数控制造装备，广泛应用于航空航天、军工、模具、新能源汽车等加工制造领域。五轴铣车复合加工中心关键零件：床鞍两组线性导轨安装面垂直度及直线度的加工精度直接影响机床整机精度。如何加工五轴铣车复合加工中心床鞍线性导轨安装面垂直度及直线度，是生产制造五轴铣车复合加工中心的关键技术。
由于五轴铣车复合加工中心床鞍线性导轨安装面直线度、垂直度均要求0.01mm，相当于3级精度，目前采用5级精度的设备无法实现加工3级精度零件的要求，加工设备的精度直接影响零件的加工精度；为满足水平导轨和垂直导轨相对垂直度加工，传统采用三坐标机进行测量后再对各导轨进行加工，该过程需要反复将床鞍在三坐标机和加工设备之间反复移动找平，重新找平后会产生一定的误差，导致加工难度加大；其次由于三坐标机造价高，提高了成本，同时由于三坐标机本身的精度过高，会将导轨表面粗糙度和环境温湿度也作为参数采集，导致实际误差和测量误差之间不准确反而影响导轨垂直度加工，生产过程中反复修铣、装配过程反复试装，导致人力、物力大量浪费，严重制约生产周期。
发明内容
为解决现有技术中的不足，提供一种操作简单，能够在加工设备上直接完成垂直度加工，节约成本，加工周期短且能够满足精度要求的床鞍导轨垂直度加工方法，本发明所采用的技术方案是：
一种床鞍导轨垂直度加工方法，包括以下步骤：
S1、将床鞍放置在铣床工作台上，在床鞍底部设置调节装置；
S2、开启铣床，建立工件坐标系，精铣垂直方向导轨直线度；
S3、在垂直方向导轨的两端及中间位置安装分别安装L型精密磁力水平仪，观察各L型精密磁力水平仪气泡位置，通过调整调节装置使各磁力水平仪气泡位置保持在中间位置，从而使垂直方向导轨与铣床工作台面相对垂直；
S4、以垂直方向导轨面为参考基准，精铣水平方向导轨直线度，使水平方向导轨和垂直方向导轨相对垂直。
进一步的，S4中水平方向导轨直线度加工步骤为，
S4-1：通过有限元分析，明确垂直方向导轨受力后的水平方向导轨直线度的变化量；
S4-2：测量数控机床在加工水平导轨方向的设备精度；
S4-3：将上述两步骤中有限元分析所得变化量和机床精度误差综合补偿到零件加工程序中，运行铣床采用镜面面铣刀对水平方向导轨面进行精铣加工。
进一步的，在完成S4后分别采用准直仪和水平仪检测水平方向导轨直线度和水平度。
进一步的，在水平方向导轨上架设能够沿水平方向导轨移动的桥板，在所述桥板上设置水平仪，沿水平方向导轨移动桥板，通过条式水平仪检查水平导轨各处水平度。
进一步的，所述的调节装置为找平地脚的千斤顶。
采用上述方法对床鞍垂直度加工，首先将床鞍直接安装在加工设备工作台中，避免了反复移动重复找平产生的误差，然后对各导轨直线度进行精加工，确保各导轨直线度；通过水平仪确定一个垂直参考基准，通过数据补偿，完成水平导轨的加工，从而完成了垂直和水平导轨的垂直加工。该方法操作简单，成本低，加工周期短。
具体实施方式
这里具体对床鞍导轨垂直度加工方法做进一步的详细说明，具体步骤包括：
S1、将床鞍放置到铣床工作台上，并在床鞍底部设置调节装置；
该步骤中在铣床工作台预加工床鞍区域放置可调垫铁，并将床鞍放置于垫铁(类似千斤顶)上方，通过旋转垫铁上螺栓，可调节垫铁高度，通过该调节装置完成后续步骤中对床鞍垂直方向导轨与铣床工作台之间垂直度调整；在完成垂直度加工前床鞍始终置于数控铣床工作台上，避免移动后重复找基准产生误差。
S2、开启机床，建立工件坐标系，对垂直方向导轨直线度加工；
要求导轨垂直方向直线度达到0.01mm。
S3、在垂直方向导轨的两端及中间位置分别安装L型精密磁力水平仪，观察各L型精密磁力水平仪气泡位置，通过调整调节装置使各磁力水平仪气泡位置保持在中间位置，从而使垂直方向导轨与铣床工作台面相对垂直。
S4、以垂直方向导轨面为参考基准，精铣水平方向导轨直线度，使水平方向导轨和垂直方向导轨相对垂直；
该加工过程中需要将零件的加工尺寸和机床坐标联系起来建立工件坐标系，编制数控加工程序，并将数值△H补偿到程序中，使铣刀沿水平方向导轨进行铣削加工。
在上述步骤S4中对直线度加工的方法具体为：
S4-1.通过对床鞍数字建模有限元分析，明确垂直导轨安装面在受力状态下水平方向导轨直线度的变化量，记录数值1，即零件变形量△H1；
S4-2.测量数控机床在加工水平导轨方向的设备精度；
在工作台上放置床鞍位置，用000级(直角)方箱校正测量设备的直线度误差，使直角尺的一个直角边和垂直导轨的直线度一致，再用直角尺的另一个直角边检测水平导轨的直线度，并记录数2，即机床X向误差△H2；
S4-3.编制数控加工程序，计算数控加工程序中需要补偿的数值△H，△H＝△H1±∣△H2∣；再运用镜面面铣刀分别进行线性导轨安装面的精铣加工。
当△H1与△H2方向一致时，△H＝△H1+∣△H2∣；
当△H1与△H2方向相反时，△H＝△H1－∣△H2∣；
在S4完成直线度加工后，还需要对直线度进行检测，采用准直仪对水平方向导轨的直线度进行检测，直线度达到0.01以内即满足要求。
在完成加工后需要对垂直度进行检测，由于垂直方向导轨提前通过调节装置进行了调整，使其已经处于绝对垂直状态，现在只需要检测水平方向导轨是否处于水平，即能够确保两者垂直度。在水平导轨上设置条式水平仪检测水平导轨长度上各点是否水平，具体的可以通过设置多个条式水平仪进行检测，或者设置沿水平方向导轨移动采用一个条式水平仪便能够进行检测，由于水平方向导轨由两组，因此可以在水平导轨上架设能够沿水平方向导轨移动的桥板，将条式水平仪放置在桥板上移动进行测试。
上面的调节装置可以选择能够调节找平的平台或者在床鞍四个角支撑找平地脚进行安装调整找平。

Claims (4)

1.一种床鞍导轨垂直度加工方法，包括以下步骤：
S1、将床鞍放置在铣床工作台上，在床鞍底部设置调节装置；
S2、开启铣床，建立工件坐标系，精铣垂直方向导轨直线度；
S3、在垂直方向导轨的两端及中间位置分别安装L型精密磁力水平仪，观察各L型精密磁力水平仪气泡位置，通过调整调节装置使各L型精密磁力水平仪气泡位置保持在中间位置，从而使垂直方向导轨与铣床工作台面相对垂直；
S4、以垂直方向导轨面为参考基准，精铣水平方向导轨直线度，使水平方向导轨和垂直方向导轨相对垂直；
S4中水平方向导轨直线度加工步骤为，
S4-1：通过有限元分析，明确垂直方向导轨受力后的水平方向导轨直线度的变化量；
S4-2：测量数控铣床在加工水平导轨方向的设备精度；
S4-3：将上述两步中有限元分析所得变化量和设备精度误差综合补偿到零件加工程序中，运行铣床采用镜面面铣刀对水平方向导轨面进行精铣加工。
2.根据权利要求1所述的一种床鞍导轨垂直度加工方法，其特征在于：在完成S4后分别采用准直仪和水平仪检测水平方向导轨直线度和水平度。
3.根据权利要求2所述的一种床鞍导轨垂直度加工方法，其特征在于：在水平方向导轨上架设能够沿水平方向导轨移动的桥板，在所述桥板上设置条式水平仪，沿水平方向导轨移动桥板，通过条式水平仪检查水平导轨各处水平度。
4.根据权利要求1所述的一种床鞍导轨垂直度加工方法，其特征在于：所述的调节装置为找平地脚的千斤顶。
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