高精度五面加工的新方法

裝夾次數(shù)越少．意味著機(jī)器減震越快题束。最理想的是能夠通過(guò)一次裝夾完成五面加工胀瞪。由于精確加工區(qū)分開(kāi)了預(yù)加工和精加工壹无。使得效果加倍终惑。

圖1 以極大的剛性和降低由發(fā)熱造成的誤差作為研發(fā)目標(biāo)：精確加工中心Mikromat 12V

圖2 使用帶測(cè)角鏜銑頭的Mikromat 12V以及德國(guó)沃好特公司刀具進(jìn)行換向加工

來(lái)自德累斯頓的制造商Mikromat以其坐標(biāo)鏜床而聞名沸根。其產(chǎn)品的高精確性其有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。在過(guò)去的幾年中诊拦，Mikromat公司還開(kāi)發(fā)了用于一次裝夾的全自動(dòng)多而銑削和鉆削設(shè)備(理想的是五面加工)瘟百，達(dá)到了非凡的精確性(圖1) 。

研發(fā)的重點(diǎn)在于生產(chǎn)出極大的剛性并且降低由熱造成的故障所產(chǎn)生的影響霹糜。特別是通過(guò)采取結(jié)構(gòu)及溫度控制措施掺变，防止了由此而造成的彎曲現(xiàn)象，這使得在實(shí)際操作中淳篡，機(jī)器在溫度變化時(shí)直線(xiàn)地從中間向各個(gè)方向均勻的擴(kuò)展帆骗。借助于尺寸檢查和電子校正可以很好的控制熱膨脹。

提高加工精確度并識(shí)別可能的誤差

對(duì)于裝配費(fèi)用最小化些援，提高平靜傳動(dòng)的席，耐磨性以及可靠性的要求在不斷提升。為了滿(mǎn)足這一要求准徘，將尺寸公差以及形狀和位置偏差最小化的壓力持續(xù)存在赁至。

此外，針對(duì)高精度加工洛退，Mikromat公司還生產(chǎn)了垂直加工中心瓣俯。通過(guò)更換不同的刀頭，不僅可用于垂直加工操作不狮，也可用于水平加工降铸，對(duì)于五面加工來(lái)說(shuō)．使用這種配置可以達(dá)到最高的精確度在旱。接著要介紹的是一種新的加工方法，它能夠持續(xù)的改進(jìn)可達(dá)到的加工精度并且識(shí)別出可能的誤差推掸，比如在掛上測(cè)角器頭時(shí)由于污染造成的偏差桶蝎。

在帶有測(cè)角鏜銑頭的Mikromat 12V 以及Sinumerik 840D操縱設(shè)備上完成鉆孔的180°換向加工(圖2)所能達(dá)到的精確度應(yīng)該在其生產(chǎn)條件下進(jìn)行探討。

使用德國(guó)沃好特公司加長(zhǎng)鏜孔工具完成軸承孔的高精度換向加工谅畅。
通過(guò)混用測(cè)量頭提高精確度——雷尼紹公司的無(wú)線(xiàn)電測(cè)量頭RMP60 ——用于準(zhǔn)確定位的深鉆孔(同心度登渣，距離)。

所使用的沃好特公司的鏜孔工具是k29230毡泻，帶單刃鏜刀頭S162.5-205Multibore胜茧，長(zhǎng)570mm，重20kg 仇味，帶可轉(zhuǎn)位刀片呻顽，半徑0.1mm，轉(zhuǎn)速180r/min区为，進(jìn)給量11mm/min喇纬。

在個(gè)GG40鑄鐵罩殼內(nèi)鉆一個(gè)直徑約為175mm的孔．整個(gè)過(guò)程持續(xù)超過(guò)約30分鐘。機(jī)器放置在未進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的裝配車(chē)間內(nèi)嫂衅。

除使用測(cè)量頭進(jìn)行校正以外的換向加工的加工過(guò)程包含以下步驟(圖3)：

圖3 加工構(gòu)造：在生產(chǎn)房件下鉆孔的換向加工

1.測(cè)量輔助基面圓周及端面銑削

2.使用測(cè)量頭計(jì)算車(chē)將要鉆的孔的中心坐標(biāo)凯书。測(cè)角器位置頭180°。

3.使用沃好特鏜桿鉆孔灌龄，測(cè)角器頭位置180°咬恨。

4.使用測(cè)量頭計(jì)算出已鉆好的孔的中心坐標(biāo)。首先按刀具尺寸沿Z向反向移動(dòng)約10μm文鸽。同時(shí)觸摸Y邀漩，Z方向上的兩個(gè)測(cè)量面并計(jì)算出它們到孔中心的距離。測(cè)角器位置頭180°获殉。

5.按照第2步計(jì)算出的中心坐標(biāo)用沃好特鏜桿鉆孔令消，不進(jìn)一步校準(zhǔn)。X軸的位置同第3步得出的位置間的距離約為1450mm轩鸭。測(cè)角器頭0°陋住。

6a.使用測(cè)量頭計(jì)算出已鉆好的孔的中心坐標(biāo)。沿兩條軸的方向移動(dòng)小于10μm墨闲，測(cè)角器頭位置0°今妄。在操作過(guò)程中，測(cè)角器頭被多次扭轉(zhuǎn)鸳碧，且所有軸都被用到盾鳞，為的就是移動(dòng)到刀具的轉(zhuǎn)換位置。上述數(shù)值只有在高硬度的機(jī)器上可以達(dá)到，井且要將發(fā)熱造成的影響最小化腾仅。通過(guò)在裝配過(guò)程中對(duì)每個(gè)部件以及整個(gè)機(jī)器進(jìn)行不斷的質(zhì)量監(jiān)控乒裆，使得幾何偏差最小化。尤為值得注念的是角度誤差推励，在使用如上述例子中提到的加長(zhǎng)刀具時(shí)鹤耍，角度誤差對(duì)于換向的精確性有巨大影響。刀具越短验辞，得到的結(jié)果越好稿黄。最后使用測(cè)量頭以及Mikromat公司專(zhuān)門(mén)研發(fā)的測(cè)量樣件(圖4)對(duì)側(cè)角器頭進(jìn)行全自動(dòng)電子校正。

圖4 生產(chǎn)使用的結(jié)果也可復(fù)制：用于校正測(cè)角鏜銑頭的測(cè)量

隨時(shí)檢查測(cè)角器頭的精確性

測(cè)量樣件及其數(shù)控程序可以一同提供給用戶(hù)跌造，這樣樣件就可隨時(shí)檢測(cè)測(cè)角器頭的精確性以及檢查定位足否整齊睡谒，并且同時(shí)進(jìn)行校正。

很重要的一點(diǎn)在于要能夠復(fù)制測(cè)量樣件得出的結(jié)果以及每天生產(chǎn)使用的結(jié)果尾丑。為此Mikromat公司將Mikromat測(cè)量中心作為Sinumerik 測(cè)量中心的補(bǔ)充榆墅。借助Mikromat公司多年來(lái)在生產(chǎn)條件下進(jìn)行高精度測(cè)量的經(jīng)驗(yàn)，也由于解床的生產(chǎn)朋井，使得納合實(shí)際的工程技術(shù)知識(shí)得以引入带悼。

換向加工接下來(lái)要做的就是將測(cè)量中心同雷尼紹無(wú)線(xiàn)電測(cè)量頭RM P60結(jié)合運(yùn)用，為的是在經(jīng)過(guò)一次補(bǔ)充校正后將工件上的換向誤差最小化韧仓。在測(cè)角器頭0°和180°位置上觸碰與軸平行的測(cè)量面，接著計(jì)算出與各自所屬孔中心位置間的距離．將0°位置上測(cè)得的距離校正成180°位置上的數(shù)值俘汹，并且再深鉆一次臊链。

6b.觸摸第3步中提到的Z向和Y向測(cè)量面。計(jì)算同第5步測(cè)量的孔中心位置間的距離苇均。測(cè)角器頭位置0°侄掠。

7.按第4步和第6步計(jì)算得出的距離差值調(diào)整零位。

8.按第7步經(jīng)過(guò)調(diào)整的中心坐標(biāo)使用沃好特鏜桿鉆孔溯鱼，測(cè)角器頭位置0°钻哩。

9.用測(cè)量頭計(jì)算已鉆孔的中心坐標(biāo)．觸摸并計(jì)算出兩個(gè)測(cè)量面各自與孔中心的距離，測(cè)角器頭位置0°肛冶。

10.將距離理論值和實(shí)際值作比較街氢。

11.用測(cè)量頭計(jì)算出在0°和180°位置所鉆孔的中心坐標(biāo)。測(cè)角器頭位置0°睦袖。直接計(jì)算出同心精確度珊肃，可重復(fù)得出小于0.005mm的數(shù)值。

總結(jié)

投資上述介紹的精密刀具設(shè)備馅笙，可以大最節(jié)省直接和間接費(fèi)用伦乔。Mikromat-V-設(shè)備同全自動(dòng)轉(zhuǎn)換測(cè)角器頭的組合使用使得在一次裝夾的情況下能高度精確的完成五面加工。對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)董习，加工的零件越大烈和，所具有的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)就越大爱只。Mikromat公司采取了結(jié)構(gòu)及工藝措施，將發(fā)熱作用產(chǎn)生的影響減少到極小部分招刹。相對(duì)于電子校正虱颗，采用機(jī)械及發(fā)熱措施獲得了更大的效果。溫度變化必須使設(shè)備均勻地由中心向各個(gè)方向直線(xiàn)擴(kuò)展蔗喂。熱膨脹彎曲必須從結(jié)構(gòu)上被排除墙滋，因?yàn)閷?duì)其進(jìn)行電子校正實(shí)際上是不可能做到的。此外妨屑，溫度控制具有決定性的意義巍慧。上述情況表明，在這些Mikromat設(shè)備上實(shí)現(xiàn)了的邊界條件下浑云，電子尺寸檢查及調(diào)整進(jìn)一步改善了精確度并园。如果理想的溫度環(huán)境條件不能實(shí)現(xiàn)，那所有這些特性都不具有意義庸垢。

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