淺談回轉(zhuǎn)工作臺同心度誤差、水平回轉(zhuǎn)平面端跳誤差和分度精度的重要性

武漢智德立精工 王學(xué)新

淺談回轉(zhuǎn)工作臺同心度誤差、水平回轉(zhuǎn)平面端跳誤差和分度精度的重要性

武漢智德立精工 王學(xué)新

一、技術(shù)分析

為了在闡述過程中的需要，現(xiàn)將回轉(zhuǎn)工作臺的中心設(shè)定為Y軸，工作臺平面設(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Xa，工作臺平面上下跳動(dòng)設(shè)定為X正和X負(fù)，如圖1所示。

圖1 回轉(zhuǎn)工作臺水平端面跳動(dòng)示意圖

回轉(zhuǎn)工作臺的分度精度和重復(fù)定位精度首先取決于回轉(zhuǎn)工作臺的圓心Y軸的精度，Y軸徑向跳動(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軸徑向跳動(dòng)過大,那么當(dāng)X0旋轉(zhuǎn)1800至Xa位置時(shí)就會(huì)在0點(diǎn)形成0—X0和0—Xa兩線之間一定的夾角,本來Xa-0-X0是在同一直線上,無論工作臺怎樣旋轉(zhuǎn)這條直線始終應(yīng)保持才是最理想的.但由于0點(diǎn)的偏擺導(dǎo)至這條直線度不理想.這里要想達(dá)到理想的直線度只能是0點(diǎn)的偏擺越小越好,如果在加工箱體兩個(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)臺通過機(jī)床工作臺向刀頭方向水平移動(dòng)進(jìn)給加工完X0面的孔,工作臺退回再轉(zhuǎn)動(dòng)回轉(zhuǎn)臺使Xa旋轉(zhuǎn)至X0位置加工Xa面的孔,這時(shí)由于0點(diǎn)發(fā)生了位移至使相對不動(dòng)的刀頭對應(yīng)Xa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)臺本身0點(diǎn)有0.01的精度誤差,那么兩對孔在水平方向的圓心誤差最大就可達(dá)到0.02的誤差。同理如果回轉(zhuǎn)工作臺平臺回轉(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、圖4所示。

圖2 工作臺平面旋轉(zhuǎn)180°圓心偏移示意圖

圖3 工作臺初始加工發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體端孔示意簡圖

圖4 工作臺平面旋轉(zhuǎn)180°圓心偏移加工發(fā)動(dòng)機(jī)體另一端端孔示意簡圖

回轉(zhuǎn)工作臺X軸（工作臺平面） 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，是確保空間坐標(biāo)的各軸線垂直、平行的重要保證的基礎(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)工作臺的X、Y軸精度、分度精度、重復(fù)定位精度，對其加工整體精度的影響。

圖5 回轉(zhuǎn)工作臺加工汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體三維示意圖

回轉(zhuǎn)工作臺加工汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的過程假設(shè)孔7、8、9為一加工進(jìn)給過程，然后旋轉(zhuǎn)180o，孔5、6為另一加工進(jìn)給過程，孔1、2、3、4分別為另外單獨(dú)加工進(jìn)給過程。

如圖所示，在加工孔5、孔6的過程中，由于回轉(zhuǎn)工作臺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)工作臺端面跳動(dòng)誤差的存在，會(huì)導(dǎo)致本應(yīng)于平面平行的孔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_旋轉(zhuǎn)180o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2、孔3、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2、軸3、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。

二、結(jié)論

從上述的分析中，可以得出結(jié)論，只有回轉(zhuǎn)工作臺的同心度誤差、平面回轉(zhuǎn)誤差以及分度誤差越小，是確保上述空間坐標(biāo)體系中各軸線垂直度、平行度、同軸度的有力措施，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。

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)備其更是需要大量的機(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)備的裝配過程中這一誤差會(huì)不斷的累積，并最終對機(jī)械設(shè)備的加工制造精度及使用壽命、使用質(zhì)量產(chǎn)生極大的影響。

在對汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的加工過程中，通過有效地控制回轉(zhuǎn)工作臺同心度誤差、端面跳動(dòng)誤差以及分度誤差，才可以大大提高發(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的精度，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聲，使其工作壽命得以延長。□