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回轉(zhuǎn)工作臺(tái)同心度與水平端面跳動(dòng)誤差和分度精度的重要性

2018-02-23

王學(xué)新
（武漢智德立精工制造技術(shù)有限公司）

　　因闡述過程需要，現(xiàn)將回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的中心設(shè)定為Y軸，工作臺(tái)平面設(shè)定為X軸，分度精度基準(zhǔn)零位線設(shè)定為X₀，分度射線為X_a，工作臺(tái)平面上下跳動(dòng)設(shè)定為X正和X負(fù)，如圖1所示。

　　回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的分度精度和重復(fù)定位精度首先取決于回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的圓心Y軸的精度，Y軸徑向圓跳動(dòng)誤差過大就會(huì)直接影響分度的精準(zhǔn)度，因?yàn)閳A心都不在同一個(gè)圓心上，所以測量出來的角度就談不上精準(zhǔn)，更談不上重復(fù)定位的精準(zhǔn)（這里談的是實(shí)際測量值和理論值是有差異的），因此Y軸（即圓心）的徑向精度是確保分度精度和重復(fù)定位精度的重要基礎(chǔ)。

　　如果Y軸徑向圓跳動(dòng)過大，當(dāng)X₀旋轉(zhuǎn)180°至X_a位置時(shí)就會(huì)自O(shè)點(diǎn)在O—X₀和O—X_a兩線之間形成一定的夾角，本來X_a-O-X₀是在同一直線上，無論工作臺(tái)怎樣旋轉(zhuǎn)這條直線應(yīng)始終保持才是Z理想的。但由于O點(diǎn)的偏擺導(dǎo)致這條直線度不理想。這里要想達(dá)到理想的直線度只能是O點(diǎn)的偏擺越小越好，在加工箱體兩個(gè)對面上的同軸軸承孔時(shí)就會(huì)產(chǎn)生這樣的情況。

　　X₀面的孔先加工，刀頭固定不動(dòng)，回轉(zhuǎn)臺(tái)通過機(jī)床工作臺(tái)向刀頭方向水平移動(dòng)進(jìn)給加工完X₀面的孔，工作臺(tái)退回再轉(zhuǎn)動(dòng)回轉(zhuǎn)臺(tái)使X_a旋轉(zhuǎn)至X₀位置加工X_a面的孔，這時(shí)由于O點(diǎn)發(fā)生了位移至使相對不動(dòng)的刀頭對應(yīng)X_a面的孔的圓心在水平方向產(chǎn)生了偏移，從而使兩對孔的圓心在水平方向就不同心，如果轉(zhuǎn)臺(tái)本身O點(diǎn)有0.01mm的精度誤差，那么兩對孔在水平方向的圓心誤差Z大就可達(dá)到0.02mm，同理如果回轉(zhuǎn)工作臺(tái)平臺(tái)回轉(zhuǎn)端跳誤差過大，就會(huì)直接導(dǎo)致兩對孔中心高方向的誤差，如圖2、圖3和圖4所示。

　　回轉(zhuǎn)工作臺(tái)X軸（工作臺(tái)平面）回轉(zhuǎn)精度（即X正和X負(fù)）、Y軸的徑向精度、分度精度和重復(fù)定位精度，是確?？臻g坐標(biāo)各軸線垂直、平行的重要基礎(chǔ)，有了這個(gè)重要基礎(chǔ)的保證，才能確保各種零部件的加工精度。下面以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體加工和變速箱的加工為例，談?wù)劵剞D(zhuǎn)工作臺(tái)的X、Y軸精度、分度精度和重復(fù)定位精度，對其加工整體精度的影響。

　　如圖5所示，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)加工汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的過程，假設(shè)孔7～孔9為一加工進(jìn)給過程，然后旋轉(zhuǎn)180°，孔5、孔6為另一加工進(jìn)給過程，孔1～孔4分別另外單獨(dú)加工進(jìn)給過程。在加工孔5、孔6的過程中，由于回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的同心度誤差以及分度誤差的存在，會(huì)導(dǎo)致原本應(yīng)與Y0X平面平行的孔6的圓心與其在水平方向出現(xiàn)一定的夾角，由于回轉(zhuǎn)工作臺(tái)端面跳動(dòng)誤差的存在，會(huì)導(dǎo)致本應(yīng)于Z0X平面平行的孔6與其在垂直方向出現(xiàn)一定的夾角，這使得理論應(yīng)與機(jī)體四個(gè)側(cè)面平行于兩個(gè)端面垂直的孔6與各面出現(xiàn)一定的夾角。

　　同樣在加工孔7、孔8、孔9過程中也會(huì)出現(xiàn)同樣的問題，甚至因?yàn)楣ぷ髋_(tái)旋轉(zhuǎn)180°后，其分度精度和重復(fù)定位不夠精準(zhǔn)，可能會(huì)導(dǎo)致誤差更大。這兩個(gè)加工過程的分步進(jìn)行，導(dǎo)致理論上應(yīng)與四個(gè)側(cè)面平行、兩個(gè)端面垂直的基準(zhǔn)線重合的孔5、孔6的中心軸線不僅沒有與其重合，甚至還會(huì)出現(xiàn)不在同一直線上的現(xiàn)象。另外對于孔1～孔4的加工，理論上四個(gè)孔的軸線應(yīng)都與水平基準(zhǔn)線垂直且互相平行，但是上述誤差的存在，會(huì)導(dǎo)致軸1～軸4的平行度出現(xiàn)誤差，以及其與孔5、孔6的軸心線垂直度也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的誤差。

　　由于各加工過程的誤差原因，使得各加工過程與理論定位存在相應(yīng)的偏差，再加上各加工過程的多步驟進(jìn)行，導(dǎo)致加工零件在整體上的誤差進(jìn)一步放大，這使得產(chǎn)品在精度上的要求不能達(dá)到理想的期望值，導(dǎo)致產(chǎn)品的性能大打折扣。

　　從上述分析中，可以得出結(jié)論，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的同心度誤差、平面回轉(zhuǎn)誤差以及分度誤差越小，上述空間坐標(biāo)體系中各軸線垂直度、平行度及同軸度就越高。

　　機(jī)械設(shè)備是由大量的機(jī)械零部件所組成的，尤其是對于一些復(fù)雜的大型的機(jī)械設(shè)備更是需要大量的機(jī)械零部件，并對機(jī)械零部件的加工精度提出了較高的要求。單機(jī)械零部件的加工精度出現(xiàn)問題將會(huì)導(dǎo)致在機(jī)械設(shè)備的裝配過程中出現(xiàn)誤差累積，并Z終對機(jī)械設(shè)備的加工制造精度、使用壽命和使用質(zhì)量產(chǎn)生極大的影響。

　　在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的加工過程中，通過有效地控制回轉(zhuǎn)工作臺(tái)同心度誤差、端面跳動(dòng)誤差以及分度誤差，可以大大提高發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的空間座標(biāo)軸線和曲軸軸瓦孔的同軸度精度，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)化效率，使一單位的燃料或電力可以產(chǎn)生更多的動(dòng)力輸出，同時(shí)也能降低零件的磨損減少噪音，使其工作壽命得以延長。

來源：金屬加工（冷加工）2017年19期