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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 eand 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 lexc 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 emet 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 ss 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 dt 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 e1 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 27dl . 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 J2 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X3 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