刀調儀上斜輪微調機構的裝配方法與技巧

劉立志

摘 要：斜輪微調機構是刀調儀上的一個關鍵部件。該部件的裝配質量直接影響刀調儀測量刀具參數的準確度和重復性。斜輪微調機構在實際的裝配中出現了無法實現微米級移動、鎖緊力不夠和氣動啟動后刮蹭微調桿的問題。通過反復的試驗總結出斜輪微調機構的裝配方法與技巧，成功地解決了上述問題。

關鍵詞：斜輪微調機構;微米級;鎖緊力;微調桿

刀調儀又稱刀具預調測量儀，用來測量數控機床及加工中心所用刀具的各個參數，是測量精度比較高的一種測量儀器。刀調儀核心部件就是斜輪微調機構，該機構裝配調試是組裝刀調儀的重點和難點。該機構可以實現刀調儀的微米級移動。如果該機構無法正常工作，直接影響刀調儀測量刀具參數的準確度和重復性。

在斜輪微調機構的實際組裝中出現了無法實現微米級移動、鎖緊力不夠和斜輪微調機構工作時移動刮蹭微調桿3個問題。針對這些問題我們對該機構的原理進行了仔細的研究與分析。找到了解決以上問題的裝配方法與技巧。我們對斜輪微調機構裝配的每一個環節進行量化。每一步都設計了相應的工裝檢具進行裝配，保證了裝配的效率和一致性[1]。

國內刀調儀產品執行標準為《GB/T22096-2008刀具預調測量儀》，標準中對該類儀器基本測量參數、精度及檢定方法做了規定，其中提到的精度指標包括主軸錐孔精度、主軸軸向和徑向跳動、瞄準系統軸向運動方向與主軸的平行度和徑向運動方向與主軸的垂直度、瞄準系統的分辨力、尺寸基準的準確度、測量的重復性誤差和測量的準確度，由于缺少一種公認合理的實物基準，對“測量準確度”沒能給出明確的檢測和評定方法，只能通過主軸、導軌、光柵、瞄準系統等單項精度指標來評定產品的優劣[2]。

1 刀調儀選用原則

1.1 刀調儀的分類

對使用者來說，要選好刀調儀使之達到最佳的性能價格比，首先必須了解刀調儀有哪些種類以及它們之間的區別。

一般來說，刀調儀主要分為兩大類：機內刀調儀和機外刀調儀。目前，機內刀調儀極少。機外刀調儀按功能又可分為：鏜銑類;車削類;綜合類。按精度分有：普通級和精密級。下面分別介紹一下它們之間的區別。鏜銑類刀調儀：主要用于測量鏜刀、銑刀及其它帶軸刀具切削刃的徑向和軸向坐標位置。車削類刀調儀：主要用于測量車削刀具切削刃的徑向和軸向坐標位置。綜合類刀調儀：既能測量帶軸刀具，又能測量車削刀具切削刃的徑向和軸向坐標位置。

1.2 刀調儀的選用

據以上刀調儀的分類可知，對只有車削中心或鏜銑類加工中心而又不具有機內對刀系統的用戶來說，可選用車削類或鏜銑類;而對于既有車削中心又有鏜銑加工中心的用戶，只有選擇綜合類刀調儀。這里著重介紹一下如侗從精度方面選用刀調儀。每一個機械加工廠在選擇加工中心時，都要依據本廣要加工的零件精度而定，即被加工零件的尺寸精度為幾級。比如重型機械廠、紡織機械廠等，一般零件的尺寸精度在IT7～iT9之間;而機床廠、汽車廠等零件的尺寸精度一般在IT5—IT7之間。確定了零件的尺寸精度，就可以此來選取刀調儀了。在國家標準GB10921-89《刀具預調測量儀精度》中已明確規定了精密級和普通級刀調儀的各項精度指標。如在測量刀具的半徑時。普通級刀調儀的測量示值誤差為1T7/3;而精密級的示值誤差為IT5/3。這僅是刀調儀本身的測量示值誤差，使用中，由于存在著刀具本身的誤差、機床誤差以及二次傳遞等誤差，一般情況，精密級刀調儀調刀后的加工精度在IT5～IT7之間;而普通級刀調儀在IT7～IT9之間。因此，用戶可根據自己工廠的實際加工的零件情況，選取適當精度的刀調儀。

2 斜輪微調機構無法實現微米級移動問題的解決方法

1）接板與主體的間隙在之前的裝配中都是靠經驗，通過人眼觀察尺寸，差不多就行，但是在后續的裝配過程中發現，該尺寸的不一致會使得微調機構在實現微米級移動時非常困難，后來提出了用現有的固定尺寸的銅皮作為塞規，調整時將兩塊尺寸相同的銅皮墊在主體與接板之間，然后將螺釘緊固，這樣不但能保證尺寸的一致性，而且還能提高裝配的效率。

2）要保證主體上6個軸承的等高性，使每個軸承受到相同的扭力。針對主體上的6個軸承裝配，總結出一套行之有效的方法：通過鎖緊螺釘調整張力，將微調桿穿過主體，保證微調桿穿過主體后兩端露出的長度保持一致（。并以微調接板下底面為基準，用手指按在大理石平臺（要求大理石平臺的平面度不大于0.005mm）上調整，磁力表座吸在一平板上，百分表指針分別指在微調桿的兩端，用銅錘敲擊主體，使微調桿兩端的示值之差不大于0.01mm時，再將12個螺釘M3×8緊固。這樣可以很好地保證6個軸承的等高性。利用等厚銅皮來調整主體與接板間隙，觀察百分表的示值調整微調桿兩端的等高性來實現微調機構的微米級移動。此方法在機械裝配過程中取得了較好的效果。

3 斜輪微調機構鎖緊力不夠的問題解決方法

針對鎖緊力的調整，總結了一種方法來調整主體的鎖緊力：將微調桿豎直插入配重夾具內，此配重夾具保證微調桿在附加重載時不至于傾斜，之后將兩塊配重塊穿入微調桿，通過調整環節的螺釘保證摩擦阻力，使得微調機構上方的配重塊處于剛好不能下落的狀態，之后倒置微調機構檢測并調整，以保證兩個方向的受力相同，調整結束后將調整環節的螺釘緊固。

4 斜輪微調機構氣動啟動后刮蹭微調桿問題的解決方法

在之前的裝配中，對汽缸配銷的尺寸并沒有要求，但在后續的工作中發現氣動鎖緊的力矩無法保證。經過反復的試驗，與有豐富裝配經驗的老師傅們一起探討，反復地查閱圖樣、核算尺寸，最終將配銷的尺寸確定在1.7～1.8mm之間。為了提高裝配效率，我們將1.7～1.8mm規格的配銷劃分10個規格進行加工，在大批量的裝配過程中進行選配，這樣既保證了后續裝配氣動鎖緊裝置的啟動一致性，又提高了裝配效率。

5 結論

在實際裝配中，由于裝配經驗的不足出現了：無法實現微米級移動，鎖緊力不夠和氣動啟動后刮蹭微調桿現象。針對對裝配中出現的問題，經過反復試驗和摸索，并自己動手裝配了50臺刀調儀，從中總結了一些裝配方法與技巧，并成功地將此方法納入機械裝配工藝之中。對斜輪微調機構的裝配做了如下技術要求：1）接板與主體的間隙必須保證在要求尺寸范圍內;調整主體上6個軸承的等高性，要求在0.01mm以內;2）微調機構的鎖緊力控制在要求范圍內;3）汽缸配銷露出主體的距離使得斜輪微調機構工作移動時，不刮蹭微調桿。斜輪微調機構是刀調儀上至關重要的一個部件，這個部件的裝配質量直接影響到刀調儀的總體精度。本文介紹了一些該部件的裝配方法與技巧是根據工作經驗總結出來的，該方法和技巧成功解決了斜輪微調機構裝配中出現的問題，并在實踐中得到了廣泛應用。

參考文獻

[1]朱龍根.簡明機械零件設計手冊[M].北京：機械工業出版社，1988.

[2]孫桓，陳作模.機械原理[M].北京：高等教育出版社，2004.