普通机床加工高精度坐标孔.pdf

普通机床加工高精度 马述秀 威海职业学院 威海2 2 0 0 坐标孔 摘 要 随着工业发展 高精度产品越来越多 许多小企业遇到高精度坐标孔类产品 因受资金及技术等方 面的制约 无力加工 本文从实际出发 介绍了利用简单的普通机床立钻或立铣加工高精度坐标孔的方法 具有 一定的现实意义 关键词 高精度坐标孔量块挡块 在机械制造行业中 经常遇到有坐标孔的加工 对于 精度要求不高的单件或小批鼍生产 一般采用划线加工 即可 中批或大批量生产 为稳定质量和提高生产率 可 以用专用设备或专用工装加工 对精度要求高的产品 中 小批量或单件生产必须用高精度的坐标镗床来进行 加工 而大批量生产则需要采取特殊工艺措施或特殊专 用设备加工 随着工业发展 高精度产品越来越多 自然需要精密 镗床及特殊高精度机床 如加工中心 的机会也日益增多 但这类机床的价格都比较昂贵 目前国内众多的个体企 业 集体企业 甚至中小规模的国有企业 多数由于受到 企业资金限制无力购置这类机床设备 遇有高精度坐标 孔类产品 本企业无力加工 只有靠外协来解决 考虑费 用高及时间周期等因素 往往不愿或不敢承接带有高精 度坐标孔类产品的生产定货 导致企业竞争力不强 生产 资源减少 企业经济效益低下 利用普通钻床 铣床加工高精度坐标孔 实质就是要 改变原有机床的T 艺性能 人们熟知的办法是 增加特殊 附件或对原有机床进行适当的改造 要改造就会涉及到 机床动力 刚性 结构等许多复杂的阂素 且不能不考虑 资金 时间周期及对机床原有使用性能的影响等问题 那 么能否不配特殊附件 又不进行任何改造 直接用现有普 通机床加工高精度坐标孔 是我们亟待研究的课题 现将 我们在这方面的试验和实践介绍如下 1 试验情况 以图1 所示零件需要加工4 个小1 5 H 8 孔为例 分别 在立钻和立铣上进行加工 1 1 在立钻上加工 1 首先将零件放在平面磨床上磨出相互垂直的两个 工艺基准平面 如图l 中的A 面和B 面 2 将零件划线 仅划出任意一个孔的位置线 如图l 中的孔l 3 在钻床的工作台上放置零件 钻床主轴上装中心 钻 找正对准孔l 中心后同定零件 然后贴合两个基准面 分别放挡块A 和B 并将挡块固定 如图2 所示 准备钻 头两支 初钻 扩钻各一支 小1 5 H 8 铰刀一支 量块一 4 一巾1 5 H 7 厂 热 k C 套 r L 2 05 0 0 1 0 1 5 J 图1 盒 在准备工作完成之后正式加工 按定中心 初钻 扩 钻 铰孔等工步加工出第1 个孔 图2图3 4 松开零件选用3 0 f r 衄量块贴合放置于零件A 面和 挡块A 之间 再固定零件 如图3 所示 同孔l 的加工步 骤加工出孔2 5 再松开零件 在零件B 面和挡块B 之间贴合放置 5 0 m m 量块 使A B 两面分别与两量块贴合后固定零件 如图4 同前面步骤加工出孑L3 6 松开零件 取下3 0m m 量块 零件平行下移 A 面 直接贴合挡块A 后固定零件 如图5 按同样步骤加工出 孔4 1 2 在铣床上加工 加工原理类似钻床 但因铣床有纵横向进刀机构 可 以不用挡块 所加工零件只要找正基准面后一次固定 不 需要多次松开又固定 比在钻床上加工要方便和省事得 多 考虑到走刀机构丝杠及导轨间隙影响加工产品精度 万方数据 图4图5 试验中采用量块贴紧零件基准面 并结合在铣床主轴装 百分表进行调整找正后 再以钻 扩 镗等步骤来加工出 产品 为消除走刀机构间隙影响 一般在调整后的测量和 加上均应在纵横向走刀机构锁紧状态下进行 在立铣 卧 铣或万能铣等各类铣床上均可进行加工 下面仅以立铣 为例说明 若产品零件仍如图l 其加工步骤是 1 钳工划线 仅划出其中一个孔如图1 中孔l 2 找正A 面与横走刀方向平行并固定零件 按划线 主轴中心对正孔l 投钻 扩 铰等步骤加工出孔l 若孔 径大时可用镗刀加工出 3 用表找正 表头指A 面 读数调到定值 如图6 所 示 在不动表的情况下 与A 面紧贴放3 0 m m 的量块 纵 向移动工作台至表针所指鼋块面 读数仍为原定数值时 按前孔加工步骤加工出孔2 如图7 所示 4 表针指向零件B 面到定数 记住该读数 如图8 在表针不动的情况下 选用5 0 咖的量块紧贴B 面 横向 移动工作台 使表针指向该量块面 读数仍为原定数值 时 同前孔加工步骤加工出孔3 如图9 所示 令 一一 一Y 一 一 一 厂一 图6 圈8 5 0 图7 一f 一 廿 量块 扣 扣 图9 5 按图l O 表针指向贴紧A 面的3 嘶m 量块面记下 读数 不动表 取下该量块 纵向退回工作台至表针直接 A 面 读数和前面相同时 同样加工出孔4 如图l l 所示 图1 0 I 一甲 岬 一 一 由一一吉一 一一 一 f 围 2 生产实践的应用 对经过试验的产品进行严格检查 坐标精度达0 O l m m 在此基础上 正式用于产品生产 实践中根据不同情 况灵活应用 例如在没有量块的情况下 可临时平磨出符 合要求的寒板代替 在铣床上加T 时可自制临时塞板 尺 寸不受严格限制 只要两面平行度好 尺寸和零件所需尺 寸接近即可 但需要测出临时塞板的实际尺寸 使用时通 过压表读数值的多少来控制 另外需要说明的是 产品零 件的外形各式各样 不可能都像试验用零件外形有两个 相互垂直的平面可做调整用的1 二艺基准 这时我们可以 找两个矩形平板或方箱 将零件先固定在矩形平板或方 箱上 再按照试验那种办法来进行调整加工 也可以用零 件上原有的孔或即将加工的第一个孔本身作基准进行调 整加工 例如图1 2 中心大孔为原来已加工出的孔 4 个 小孔为本道1 序要加丁的孔 这时先划出4 个孔的坐标 线后 按划线大致找正并固定于铣床工作台面上 同时 另备一个小的具有相邻两个面互相垂直的挡块 可用直 角尺代替 找正其中一个面与横走刀方向平行 固定于 工作台适当位置处 在铣床主轴上装表 精确找正中孔与 主轴同心 另用表固定在铣床非工作台的部位 如主轴头 或床身适当位置 该表在加工4 个孔时调整方法如图 1 3 1 4 所示 圈1 2 加工孔l 和孔2 时调整按图1 3 首先用L 2 的量块紧 贴挡块 在不动工作台的情况下表针指量块面如图1 3a 记住读数 不动表取下量块 工作台向左移动到表头直接 指挡块面见图1 3b 当读数和前面一致后 按钻 扩 铰 或镗 等步骤加1 出孔2 另选L l L 2 的量块紧贴挡块 右移工作台至表针指量块面如图1 3c 表读数如前不变 时加工出孔l 加工孔3 和孔4 时 调整按图1 4 为 下转第4 1 页 万方数据 表1 摇摆台误差补偿结果 定位误差 且标角度 o 补偿前 补偿后 l一2 4 o 0 3 横 2 6 0 0 7 摇 3 7 8 o 1 5 l一2 1 0 0 3 纵 2 6 加 0 9 倾 3 7 5 o 1 5 误差下降了9 0 以上 补偿效果显著 满足其工作精度为 3 0 的要求 4 小结 综上所述 本文计算了摇摆台机构的自由度 在位姿 解算的过程中分析了该机构的解耦性能 分析了影响定 位精度的原始误差源 并提出了一种基于B P 神经网络学 习方法的误差补偿模型 经实验验证了该方法的有效性 该方法对摇摆台运动控制具有直接的应用价值 参考文献 l 廖伯瑜 周新民 尹志宏 现代机械动力学机工程应用 M 北 京 机械丁业出版社 2 0 0 4 2 陈心昭 权义鲁 现代实用机床设计手册 M 北京 机械工业 出版社 2 0 0 6 3 谢庆生 机械工程中的神经网络方法 M 北京 机械工业出 版社 2 0 0 3 4 张乃尧 阎平凡 神经网络与模糊控制 M 北京 清华大学出 版社 1 9 9 8 5 张立明 人工神经网络的模型及其应用 M 上海 复旦大学 出版社 1 9 9 3 0 M 0 6 0 nA n a l y s i sa n dE n rC 伽p e n s 鲥蛐砌 o I nT w o A 嫡sS w i n gs e t s J 工AQ i 册g Z H A NB a i l i a l I g UG u 峭h e n g L UX u g e M A 枞i n S h 卸d o n gP 陀c i u Pc o L T D D e z I l o u2 5 3 5 0 0 A k t I 翟d T h i sp a p e ri I I 捌u o 髓山eo r i g i n a l 咖 u r c 髑w h i c h a 珏 tt l l e 面e n t a t i o np r e c i s i o nb y 出ec a l c u I a t i 伽o ft l l ed e F 0 f 丘e e d 锄蛐da l I a l y s i so fd 删p l i I I g c a p a b d i t yp e 雨瑚卸傥0 ft w oa x i s 州i I I gd 器k 咖c h j n e A ne 邢r 嗍p e n 8 a t i m o d e 铡叩 B P a r i t I I m e t i cA 磁c i a lN 肌r a JN e t w o r ki Ba 列e d 锄di sc o 血册e de d v e n 啪8 K 眄w o r d s t w oa x i ss w i n g8 e t s 删嗍p 嘲鳃d 伽 n e u m ln e t w o f k 斗 一 叫 卜 卜 卜 呻 呻 卜 卜 卜 上接第3 6 页 c 图1 3 防止积累误差 可恢复到加工孔l 和孔2 前的位置 并再 次找正中心孔 校正与主轴同心度 然后选L 3 的量块贴 紧挡块面 不动工作台 表针指量块见图1 4 取下量块 纵向退工作台至表针指挡块面 读数与前一致时 如图 1 4 b 所示可加工出孔3 然后选L 3 L 4 的量块紧贴挡块 前移工作台至表针指量块面 如图1 4c 读数同前则加工 出孔4 前面举例均是直孔加工 若用于斜孔加工 可增加工 艺孔和必要的心轴及角度垫铁来达到 这里就不再赘述 E n 酉mL a 剞h eM a c m I l i 鸭瑚g h p r e c i s i o nC r I I i 衄懈 H o l 鹤 M As h u i u W e i I l a iv o c a l i o l l a lc o u 孵 w e i h a i2 5 4 2 0 0 A b 鳓隋c W i 山t l l e 砌u s 砸a ld e v e l 叩m 明t d 把舱 l o m 觚dm o 陀 p r e c i 能p m d u 出 m 蛐y8 m a ub u s i n 啪s 髑h i 曲一p r e c i 冉i o no r d i r I m 髓h o l e p r o d u c l 8 S I l f f e r i n g 蒯c t i 蚰0 f 缸n d 8 蛐dt e c h n o l o g ye t c 山e y 眦 u n a b l et o p I 瑚s i n gf m m 陀a l i t y t h i 8p 印e ri I I t m d u c 酷u 喜i n gs i m p l e e n g i 耻 l a t I I eu p r i g I I td r i 蚰d 蚰d n l i l I i n g 印 e 驰h i g I lp r 汹加 o r d i n a t eh o I e T h em 汕o dI I a 8c e n a i