车床导轨直线度检测的技术分析

■温州市甬台温高速公路瑞安隧道管理所／周哲为　车床导轨直线度检测的技术分析　车床在加工工件时，刀具相对于工件的成形运动一般都是通过导轨完成　另外车床导轨的直线度误差还　的。导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，也是车床运动的基　可能导致切削力发生变化，垂直作　准。车床导轨的精度要求主要有三个方面：在水平面内的直线度；在垂直面　用于工件加工表面（加工误差敏感　内的直线度；前后导轨的平行度（扭曲）。因此，工件的加工精度在很大程　方向）的径向切削分力Ｆ，与工艺系　度上取决于车床导轨的精度。然而，车床导轨在切削力、夹紧力、重力、热　统在该方向上的变形Ｙ之间的比值，　变形、长期地磨损等作用下，会产生相应的变形，从而破坏刀具和工件之间　称为工艺系统刚度ｋ　。　正确的相对位置，使工件的加工精度下降。　ｋ系一　ｂ　车床导轨检测技术　２．车床导轨直线度检测技术　１．车床导轨直线度的定义及直线度跳动对工件尺寸　受力的影响　（１）使用仪器的结构和工作原　直线度误差就是实际直线对其理想直线的变动量，理想直线的位置应符　理导轨检测主要使用框形水平仪　合最小条件。直线度误差分为给定平面内直线度误差、给定方向上直线度误　和桥板。桥板由上、下燕尾面，半　差和任意方向上的直线度误差（见图１）三种。　圆棒，固定仪器弯板及刻度标尺等　组成。水平仪由水准器和基座（或　框架）组成。水准器是一个弧形封　闭式玻璃管，中间留有一气泡，由　气泡两端边缘移动的格数，就可以　（ａ）给定平面内的直线度误差　（ｂ）给定一个方向上的直线度误差　求出水平仪两端点相应的升差或落　差。平仪度值有０．０２１１０００～Ｏ．０５／　１　０００，０．０２／１０３０，它表录　弼冰平仪　放在ｌｍ长的平尺表面上，将平尺—端　￣Ｏ．０２ｍｍ高时，平尺便倾斜一个　角，此时水平仪的气泡便向高处　，　．　．　（ｃ）给定两个方向上的直线度误差　（ｄ）任意方向上的直线度误差　；　．　一　，　、　图１直线度误差　正好移动一个刻度值。　卧式车床导轨在水平面内的直线度　ｔａｎｔ￣＝　：０．０２　Ｌ　误差△　将直接反映在被加工工件表面　水平仪连同平尺的倾斜角ｏｆ有　的法线方向（加工误差的敏感方向）上，　图３所示中的关系。　对加工精度的影响最大。卧式车床导轨　．　在垂直面内的直线度误差△．可引起被　加工工件的形状误差和尺寸误差。但△，　对加工精度的影响要比△　小得多。由图　２可知，若因△，而使７３尖由　下降至ｂ，　图２导轨直线度误差对工件加　不难看出工件半径Ｒ的变化量。　工精度的影响　图３水平仪器测量升（落）差的原理　Ｄ　２００６￣第７期　Ｉ　Ｃ瑰代零部件　　．；　维普资讯 http://www.cqvip.com

期　所以０　４　。　表１车床导轨直皱度检测水平仪格数　但水平仪一般都放在桥板（或　水平仪放置／ｍｍ　水平仪读数ｎｌ／格　段的升差或落差Ａ　Ｈ／ｍｍ　累积升差或落差　０～２００　０　０　０　溜板）上进行检测工作，长度不一　２００——４００　＋５　＋０．０２　＋０．０２　定是ｌｍ长，如采用长度为２００ｒａｍ　４００——６００　一　一０．０１６　＋０．００４　６００——８００　—１　——０．００４　０　的桥板　８００——１０００　—０．５　——０．００２　——０．００２　ｔａｎ　半Ｌ．　＝牛　Ｌ，　ｌ０００～ｌ２００　＋０．５　＋０．００２　０　因此，计算升（落）差的通式　（２）数据分析从试验得出的　。∞。　△Ｈｌ＝Ｌ１　数据不难看出，所检测的车床导轨　０１：　存在着直线度误差。为了能更形象｛＿　ｏｓ　／　＝０【】２Ｏ８　式中Ｌ——桥板长度，ｎｌｍ　地反映数据所体现车床导轨的直线　ｕ．ｖｖ。￣　——水平仪的刻度值　，ｚ——水平仪的读数值（格数）　度误差，我们将此数据反映在导轨－。　２０ｏ　４００　６００　８００　ｌ０００　１２Ｏ０　１４００　Ｌ／ｒａｍ　（２）检测步骤、方法车床检　直线度曲线图（见图４）。　图４车床导轨直线度曲线图　测前，须将机床安置在适当的基础　从图５分析如下：　上并调平。调平的目的不是为了取得　①２００￣４００ｍｍ的范围内，此段导轨相对设定的初始导轨（０－２００ｍｍ）　机床零部件理想的水平或垂直位置，　呈隆起状态，同时变形也最严重。　而是为了得到机床的静态稳定性。调　②８００～１２００ｍｍ的范围内，此段导轨相对设定的初始导轨（０～２００ｍｍ）　平后即可进行导轨直线度检测。　呈凹下状态。　以２００ｒａｍ长等分机床导轨成若　③被检测的是ＣＳ６１４０型卧式车床导轨，最大工件回转直径Ｄ　为　干段，将桥板放置在导轨的尾端，作　４００ｍｍ，最大工件长度Ｄ　＞１０００ｍｍ。根据ＧＢ４０２０—１９８３对车床导轨直线　为检测工作的起点。通过调整桥板　度的规定（见表２），局部公差在任意５００ｔｕｍＵｌｉ量长度上不得超过０．０１５ｍｍ，　的调整螺钉，使水平仪气泡置中，定　而从图４可知，ｍ　＝０．０２２＞０．０１５ｍｍ，此导轨的误差超过了我们的使用范围。　为检测工作的零位起点，然后按导　结语　轨分段，首尾相接依次放置桥板，记　影响车床加工精度的因素很多，导轨直线度误差仅仅是其中一种，工艺　下每一位置的检测数值和正、负号。　系统热变形对加工精度的影响也比较大，特别是在精密加工和大件加工中，　３．检测数据　己录及技术分析　由热变形所引起的加工误差有时可占工件总误差的４０％～７０％。还有，像刀　（１）将车床导轨分成２００ｒａｍ的　具在加工时的磨损、车床主轴的变形等问题也都是影响车床加工的因素，以　６段，其检测结果如表Ｉ所示。　上种种问题还需要我们深入分析、研究。　表２　ＧＢ４０２０—１　９８３对车床导轨直线度的规定摘录　公差／ｒａｍ　简　图　检验项目　Ｄ　＜８００　８００＜Ｄａ＜１２５０　Ｄ＜５００　０．０１（凸）　０．０１５（凸）　纵向导轨　５００＜Ｄ　＜１０００　在垂直平　０．０２（凸）　ｏ．０２５（凸）　～广１　ｒ—１－１ｌ　—ｌ　面内的直　局部公差　——Ｌ—Ｊ一　线度　０在任意２５０测量长度为：　．００７５　０．０１　Ｄ＞１０００　最大工件长度每增加１０００允许增加：　０．０１　０．０１５　局部公差在任意５００测量长度上为：　０．０１５　０．０２　注：（１）　表示最大工件长度，　表示最大工件回转直径。（２）在导轨两端　测量长度上局部公差可以加倍。　ＭＣ文童查询编号：Ｗ０７２０　ＭＣ瑗代零部件　２００６￣第７朝馒