总装配几何精度

总装配几何精度，众所周知，机床导轨是机床精度、机床刚性及机床耐久的重要指标之一。这里不谈导轨副的接触精度对机床刚性的重要性，就几何精度说点谬论吧。任何一个轴向运动，包含七项精度：线性位移、垂直面的直线度、水平面的直线度、滚动角、俯仰角、偏摆角和对其他轴的垂直度。总装工作最大的工作量就是对这些误差进行修正，手段就是对导轨进行反复测量、铲刮、研磨或其他机加工等手段。测量手段由低到高，常选择水平仪、微测表与平尺及角尺的组合、光学自准直仪、激光干涉仪。一个合格的装配工，要能熟练掌握上述工具中的至少两种。然后，对检测出的误差进行修正，这不是个搭积木的活。对数控机床而言，在组装后，数控技术人员还起码要对线形位移进行补正。这里就必须用到高精度位移量规或激光干涉仪。过去的10年，按美国机械工程师学会ASMEB5.54标准的体积定位误差的各种测量手段也纷纷推出，这些也是要总装数控技术人员掌握的。这三项就够总装人员忙一阵子了。看懂就理解总装的难处了。也有人用汽车的颠簸来形容它，也很形象化。会开车的想象一下，你开在一条起伏不平的道路上，尽管这条路两头测量是一条直线的。毋容置疑，按此运行轨迹加工的工件平面也就复制了导轨的运动误差。这很容易理解，但你要说它对机床的定位精度也造成了严重误差，有些人就觉得不可思议了。不介绍阿贝误差了，有兴趣者可以百度一下。假设某机床有条无比精确的丝杠或光栅数显，我们移动工作台到A位置，此时导轨是微凸的，我们加工了一个孔，然后移动工作台到B位置加工第二个孔，丝杠运动或数显光栅的读数都告诉我们，走了A——B的距离，但B位置的导轨刚巧是凹的，按阿贝误差的原理，误差就出来了。而且导轨面距工作台面的距离越大（或被加工零件的距离），误差就越大。再比如丝杠固定，驱动装在工作台上的螺母，丝杠本身跳动、轴向窜动都合格；此时工作台带着螺母上下颠簸，丝杠刻度圈的读数（或伺服电机的编码器读数），你还能信吗？这个误差可以是母导轨（或叫静导轨、较长的那条导轨）造成的，也可以是与之相配的的动（副）导轨装配时的误差造成的。比如母导轨是条精确的直线，但动导轨是中凸的，此时作为驱动的丝杠/螺母只要距导轨面有点距离差或中心差，往前工作台不是一侧抬头，往后另一侧抬头？装配中往往靠铲刮来修正这些误差。还要说明一点，这项误差不是靠线性导轨增加预紧力就可以克服的。合格的装配人员恰恰会根据线性导轨本身的这项误差，在安装时，用铲刮或研磨等手段，利用安装面的修正来修正线性导轨的误差。偏摆角（Yaw）：把Pitch转个90度，看成水平方向的，就容易理解了。它对阿贝误差的影响是跟Pitch是一样的，用导向来形容它是最恰当不过了。导轨就是用来导向的轨道。其实，影响Yaw的精度除了制造外，设计更重要。常见导轨有矩形、燕尾、双V形、V--平组合等。各种导轨各有其优缺点，比如：矩形导轨刚性好、燕尾导轨易制作等。但在导向上，无疑是双V的最好。矩形、燕尾导轨的组合，少不了镶条（俗称塞铁），它的存在就决定了在导向这个方向上就必须存在间隙，两条水平导轨面的磨擦不同，丝杠对中性差点，加工时侧向受力等，都会影响导轨运动的导向精度。双V和V--平组合的导轨，就没有这情况，它们靠自重完全消除了间隙。至于为何双V导向最好，我们先分析下常见的V—平组合，豪泽、三井等的坐标磨都采取了V—平设计，丝杠的位置都偏向于V侧（不在两条导轨的中间），至于偏多少，我想都应该是生产厂家反复论证、试验的结果，明显可以看到每家厂的偏移量不同。一个简单的计算，V展开后的平面宽度要大于平导轨的宽度，就算是单按单位面积的磨擦力，丝杠也不得不偏向V那侧，这样才能保此力矩的平衡。就好比双轮的人力车，其中一只轮子坏了，你要使其前行而不偏向一边，你不得不把力使在坏掉的那个轮子一边，只是个夸张的简单举例。美国穆尔公司却对双V导轨情有独钟，他指出，你放个重工件在V-平导轨的平导轨处，那里的磨擦力是否明显增大，你要保持机床导向，是否此时丝杠中心该向平导轨偏移？不然你怎么保证yaw?你用我的双V任何情况下，至少有一条V在为导向服务。但是各厂家该怎么做还是做他们自己认可的，都很牛。