%83配置回转夹具回转中心位置误差的检验.pdf

2 0 07 年第7 期 工艺与装备 文章编号 l 0 l 一 2 2 6 5 2 X 7 0 7 一 的9 3 一 0 3 卧式加工中心配置回转夹具回转中心位置误差的检验 李生斌 董欣胜 大连机床集团有限责任公司 自 动化所 辽宁 大连1 1 662 0 摘要 在卧式加工中心上配置回转夹具是国内外机床制造技术的发展方向 卧式加工中心配置回转夹 具主要是由夹具体 伺服电机 转台和液压系统等装置组成的一种复杂的夹紧结构 适用于汽车行业缸 体 缸盖等零件的加工 在卧式加工中心装配调试工作中 经常遇到卧式加工中 心配置回转夹具 转台 夹具 专机 而确定回转夹 具回转中心位里成为该专机调试工作的技术关键 该文主要研究回转夹具回 转中心的确定 夹具主定位面 含定位销 误差的判断 调整及其机床三个坐标轴运动之间的关系 关键词 卧式加工中心 回转夹具 夹具主定位面 中图分类号 T G65 9文献标识码 A The T es t o f H o ri z o n 加 I Ma c hi ni n gC e n t e r D i s pose s S 初ng F i xt u rea nd G y r a t i o nC e n te r LIS h e n g 一 b i n D O N GX i n 一 she n g A u t o m at i o ni n s t i t u t e t e c h n i q u e d e P artm e n t D al i a nM a c h i n e T ool G r l u pC o rp D al i a n U a o n i n g l l 6620 C h i n a A bst r a c t D is P o s e t h e s w in g fi xt ure o nh o rizo ni alm ac h in in g cen t eri s t h e d e v eloP in g d ir ee t io no f b o t hh er e and abro ad r n a n u fa c t u n n g t e c h n o fo 留 T h e h o rizo ni alm a c h in in g c enterd i s P o s e ss w in gfi xt ure i sa comP lex c l 田 P in g s t ru c t ur e w h i chi s 们 n a m lyc o mP o s e db yfi xt u re s ervomot o r revo lv in g t abl e and勿d r aul i c s y s t em et c nisusedfo r rr 坦 c h i n ing t hecyl in d e r ofauto 宜 lo t iv e and cyl in d erCS P et c InhoriZo ni aln 挂 h in in g c enteras s e m b ling an dd eb u 咫 g w o rk o ft enm e e t s t h e s P eC ia l p hae w h ich is h o rizo nt almac h in in g cent erd i s p o s e s s w ing fi xt u r e revo lv in g t able 6 对 ure 助d t o m ake s ure t h e P o s it io n o f s w in g fi xt u reand gyratio n c enterb e c o me t h e t e c h n iq uek ey int h i s d e b u 函1 1 g w o r k T h i s artic lei s r n 别 叮 fys t u dy t h e d e fmit i o n o f s w in g fi xt ure and 留ratio n c en t er t h e erro r j udg m e n t an d adju s t r O e n t o f flXture mamfo c at in g s u r fa c e in c hi d e lo c at in g P in an d t h erelatfono f 3c o o rdinatea 石 smo t ion K e y words h o n Z o n t allT 比 c h in in g c enter s w in g 6 xt ure 行 狱 ure IT 坦 mfo catin g s u ri 勿 c e 1 问题的提出 卧式加工中心配置回转夹具主要有两种典型结 构 一种是卧式回 转夹具 如图1 所示 图1 中回转夹 具的组成主要有转台 夹具体 四个主定位面及两个定 位销等 另一种是水平回转夹具 如图2 所示 除水平 转台外 其余与图1 所示基本相同 上述典型结构的加工中心专机在出厂合格证中除 三坐标单元的几何精度规定外 还有如下要求 1 夹具主定位面与X轴方向的平行 检验示意 图如图3 其允差 0 02 全长 定位销夹具体 主定位面 图1 臣 卜 式回转夹具图2 水平回转夹具 2 夹具主定位面与2轴方向的平行 检验示意 图如图4 其允差 0 02 全长 3 两定位销中心线与X轴方向的平行 检验示 意图如图5 其允差 0 0 2 全长 收稿日 期 2 007 一 05一 1 仇修回日 期 2 X 7 一 06一 18 作者简介 李生斌 男 任职于大连机床集团有限责任公司 E 一 m ail dxs9 27 dl cn 9 3 臼 卜 卜 劲士 月 2 曰 2 二 刁二 友 拍可组合机床与自动化加工技术 在 0 位蓦 律 尹4 宕 曰 一一 一 一厂 一一二 一 一 一 肠 凡 彦 在 1 8 0 位 图3 夹具主定位面与X轴移动平行 在 0 位 寥了 厂 嗯 多 一 一 一 一户 一 一 一 一 一 钾 尸 几 聋 曰 在 1 8 0 位 图4 夹具主定位面与2轴移动平行 数 2 测量长度 表示 X轴移动与回转中心线平行 误差值 公式n 0 位测量仪表读数 1 8 0 位测量仪表读 数 2 测量长度 表示夹具主定位面与回转中心线的 平行误差值 现将本实例实测值代人公式 1 计算得 仁 一 0 03 一 0 0 3 2 全长 0 全长 表示X轴移动与回转 中心线平行误差为0 全长 将实测值代人公式 n计算得 一 0 03 0 03 2 全长 一 0 0 3 全长 表示主定位面与回 转 在 0 位 X 6 口 卜 一 一 一 一介 丘一龙 在 1 8 0 0位 中心线平行误差为0 0 3 全长 误差简图为图 6 注 止 表示表头朝下 寸 表示表头朝上 3 对策 将误差 计算值与出厂合格证 比较 略 一 0 0 3 一 气 1 8 0 0位 夹具回转中心线 图5 两定位销中心线与X轴移动平行 在总装交检几何精度时 以坐标单元x Y 2三个 坐标移动来检验与夹具主定位面 或两定位销中心线 的平行误差 可能出现如下问题 转台0 位时在合格 证允差范围之内 而转台转到1 80 位时 其平行超差 转台0 位时其平行超差 转到 1 8 0 位时平行仍然超 差 出现这样情况 不但几何精度不合格 同时影响加 工精度 因此必须认真分析 查找原因 采取相应措施 2 个案分析 在实际精度检验中 会出现很多不同的检验结果 为了把错综复杂的情况分析清楚 现归纳出一些实例 进行分析 本文主要以卧式转台回转夹具 一面两销定位 为 例 见图1 将夹具主定位面 1 2 3 4 点 和定位销 5 6 点 检测出现的情况分别进行分析 2 1 主定位面1 2 3 4 点检测及分析 实例 1 当X轴移动与回转中心线平行但主定位 面与回转中心线不平行时 见图3 所示 1 检测 转台在0 位时 移动X坐标轴 检测朝 上的主定位面1 2 3 4点 测量仪表在 1 2面上的读 数为0 测量仪表在3 4 面上的读数为一 0 03 将转台 转到1 80 时 移动X坐标轴 检测朝下的主定位面1 2 3 4 点 测量仪表在1 2 面上读数为0 测量仪表在 3 4面上的读数为一 0 03 2 计算与判断 对于这种检测方法 推理归纳出 几个误差计算公式 公式 1 0 位测量仪表读数一 1 80 位测量仪表读 9 4 一 滋 00位 一X 图6 主定位面与回转中心线平 行误差0 03 时误差简图 如果误差计算值 超差 可以采取如下方法处理 一种方法是修磨定位面1 2 点 去掉0 03m m 另 一种方法是加高定位面3 4 点0 03m m 实例2 当X 轴移动与回转中心线不平行 但主定 位面与回转中心线平行时 见图3 1 检测 转台在0 位时 移动X坐标轴 检测朝 上的主定位面1 2 3 4点 测量仪表在 1 2面上的读 数为0 测量仪表在3 4 面上的读数为一 0 03 将转台 转到1 80 时 移动x轴坐标轴 检测朝下的主定位面 1 2 3 4点 测量仪表在1 2 面上的读数为0 测量仪 表在3 4 面上的读数为 0 03 2 计算与判断 现将本实例实测值代人公式1 计算得 一 0 03 0 03 令 2 全长 一 0 0 3 全长 表示X轴移动与 回转中心线平行误差值为0 03 全长 将实测值代人公式n 计 算得 一 0 0 3 0 0 3 2 全长 0 全长 表示主 定位面与回转中心线平行 误差为0 全长 误差简图为图7 3 对策 将误差计算 值与 出厂合 格 证 比较 略 子 1 8 0 0位 夹具回转中心线 一 石 龙 吞 00位 一一 卜 图7 主定位面与回转中心 线平行误差为 0时误 差简图 2 0 0 7年第7 期 叫 日 卜 竺 习士 通 汾 J 2 二 刁 习 斌拍 即 如果误差计算值超差 只需调整夹具底座下面安 装平面 使回转中心线与X坐标轴移动平行即可 实例3 当X轴移动与回转中心线不平行 且夹具 主定位面与回转中心线也不平行时 见图3 1 检测 转台在0 位时 移动X坐标轴 检测朝 上的主定位面1 2 3 4 点 测量仪表在1 2 面上的读 数为0 测量仪表在3 4面上的读数为一 0 08 将转台 转到1 80 时 移动x坐标轴 检测朝下的主定位面1 2 3 4 点 测量仪表在1 2 面上的读数为0 测量仪表 在3 4 面上的读数为一 0 0 1 2 计算与判断 现将本实例实测值代人公式1 计算得 一 0 08 一 0 01 2 全长 一 0 0 3 5 全长 表示X轴移动 很复杂 其中有夹具体 刚度不足 也有可能是 夹具回转轴两端安装不 同轴 紧固端面是否与 回 转中心垂直等 采取 逐个排除法一一解决 2 2 分析定位销5 6 见图5所示 针对定位销5 6 的 分析可能出现情况 1 当X轴轴向与 在 1 8 0 0 位 一 众 屯3 点 1 2 点 夹具回转 中心线 0 3 厂 4 点 一X 3 点 一 0 0 3在1 5 0 位 4 点 0 0 3 图9 主定位面与中心线平行误 差0 06 时误差简图 与回 转中心线平行误差为 将实测值代人公式n 计算 得 一0 08 一 0 0 1 2 全长 二 0 045 全长 表示主定位 面与回转中心线平行误差 为0 0 4 5 全长 误差简图为图8 3 对策 从本示例 可以清楚地判断出两种不 0 0 3 5 全长 图8 主定位面与回转中心线 平行误差为0 0 45 时误 差简图 同的误差交错在一起 一种是夹具回转中心线与X轴 移动间安装误差 另一种是夹具主定位面与回转中心 线间误差 可采用上述实例 1 实例2 的对策分别解决 实例4 当夹具体主定位平面发生扭曲变形时 见 图3 图4 所示 1 检测 转台在0 位时 移动X坐标轴 检测朝上 的主 定位面1 2 3 4 点 测量仪表在1 2 面上的读数为 0 测量仪表在3 4 面上的读数也为0 转台在1 8 00时 移 动X坐标轴 检测朝下的主定位面1 2 3 4点 测量仪 表在1 2 面上的读数为0 测量仪表在3 面上的读数为 一 0 03 测量仪表在4 面上的读数为十 0 03 2 计算与判断 按X轴方向为基准 1 点与3 点连线朝上倾斜 0 0 3 全长 而2 4 点连线朝下倾斜十 0 03 全长 按2 轴方向为基准 1 2 点连线为0 而3 4 点连 线为0 0 6 全长 反映出3 4 点与1 2 点发生了 扭曲 变形 误差简图为图9 3 对策 出现 扭曲变形 这种现象 分析其原因也 回转中心线平行 但两定位销连线与回转中心线不平 行时 2 当X轴轴向与回转中心线不平行 但两定位 销对回转中心线平行时 3 当X轴轴向与回转中心线不平行时 且两定 位销连线与回转中心线也不平行时 针对定位销的检测方法 推理归纳出如下误差计 算公式 公式nl 0 位测量仪表读数 l80 位测量仪表读数 于 2 测量长度 表示X 轴移动与回 转中心 线平行 误差 公式W 0 位测量仪表读数一 1 80 位测量仪表读 数 2 测量长度 表示两定位销连线与回转中心线平 行误差 具体的检测 计算与判断及对策请参照主定位 面的检测与分析 3 结论 卧式加工中心配置回转夹具 虽然种类繁多 但都 与上述的典型示例大同小异 原理基本相同 因此 搞 清楚上述实例后 遇到再难的问题也会迎刃而解 以上归纳出的一些公式实用方便 应用这些公式