CN216859109U - 一种卧式加工中心轴线正交误差校正装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种卧式加工中心轴线正交误差校正装置，属于机械加工领域，包括主轴芯棒，用于与主轴组件中的主轴进行固定连接并将主轴轴线引出；所述主轴组件可沿X向方向和Y向方向移动，使得所述主轴芯棒随动；回转台；所述回转台的中心轴与B轴线共线，所述B轴线与所述主轴的中心轴线在YZ投影平面上正交；和支架组件，竖直固定在所述回转台的上端面；所述支架组件的顶部安装有杠杆表；所述主轴芯棒侧母线最大法向切点位置处与所述杠杆表接触，通过杠杆表分别在0°和180°位置时示值的差值，实现正交误差校正；通过利用本方案提供的装置，可对主轴轴线和回转台轴线(即B轴线)之间的正交误差进行校正，进一步提高两轴线的正交精度。

Description

一种卧式加工中心轴线正交误差校正装置

技术领域

本实用新型属于机械加工领域，具体为一种卧式加工中心调头镗孔回转轴线正交误差校正装置和校正方法。

背景技术

在典型箱体、壳体、环架、支座类零件两端轴承孔的机械加工中，通常采用卧式B轴回转工作台进行一组孔调头镗削，保证0°和180°两个位置孔的同轴度及端面跳动的工艺方式。由于B轴回转台旋转180°运动，B轴轴线与主轴轴线的初始正交误差，将直接影响被镗削零件旋转180°后的孔与0°位置处的孔之间的相互位置关系，极容易出现两个孔的位置出现较大偏差的现象。

两轴线的正交，理论上应始终位于X轴上的固定机械零位，但由于主轴轴线与Z轴的平行度误差，B轴轴线夹角导致在不同高度位置的径向跳动误差，以及主轴旋转时，远端实际工作位置的径向跳动误差，导致两轴线正交在X轴上的位置存在偏差。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提出了一种回转轴线正交误差校正装置和具体的校正方法，实现高精度孔系镗削前，两轴线正交误差的准确标校，避免该误差呈两倍放大，影响0°和180°处两孔之间的位置精度。

本实用新型提出的具体方案如下：

一种卧式加工中心轴线正交误差校正装置，包括

主轴芯棒，用于与主轴组件中的主轴进行固定连接并将主轴轴线引出；所述主轴组件可沿X向方向和Y向方向移动，使得所述主轴芯棒随动；

回转台；所述回转台的中心轴与B轴线共线，所述B轴线与所述主轴的中心轴线在YZ投影平面上正交；和

支架组件，竖直固定在所述回转台的上端面；所述支架组件的顶部安装有杠杆表；所述主轴芯棒侧母线最大法向切点位置处与所述杠杆表接触，通过杠杆表分别在0°和180°位置时示值的差值，实现正交误差校正。

进一步的，所述主轴芯棒在每300mm长度跳动精度小于2μm，圆度小于1μm，圆柱度小于3μm，表面粗糙度Ra小于0.1μm。

进一步的，所述支架组件包括磁性座和竖直杆；所述磁性座磁吸固定在所述回转台上；所述竖直杆为伸缩杆并固定连接在所述磁性座上；所述杠杆表通过表杆与所述伸缩杆固定连接。

进一步的，杠杆表的分辨率为2μm，且所述杠杆表相对于所述表杆可不同角度调整。

一种卧式加工中心轴线正交误差校正方法，通过利用如上所述的校正装置进行校正，具体包括以下步骤：

S1.将主轴芯棒固定安装在主轴上；然后手动调节机床，使得主轴组件沿XY向方向移动，直至主轴的中心轴线与B轴线粗相交位置；

S2.对杠杆表、表杆、竖直杆和磁性座进行组装装配，然后将磁性座磁吸在回转台，并使得所述杠杆表预压所述主轴芯棒；

S3.手动调节机床，使得主轴组件沿Y向方向移动；同时在Y向方向伸缩调节竖直杆，使得主轴芯棒侧母线最大法向相切位置与所述杠杆表接触，并调整所述杠杆表上的数值预压至0.05～0.1mm之间；

S4.控制主轴旋转，使得主轴芯棒同步低速旋转；此时杠杆表上的数值在主轴芯棒的转动过程中存在跳动，找到所述杠杆表显示的数值为最大值时对应的主轴芯棒A位置处，并在此时将杠杆表置零处理；

S5.手动调节机床，使得主轴组件沿着Z向方向回退至最远端，使得主轴芯棒不再与所述杠杆表接触，并控制所述主轴旋转180°；

S6.回转台绕B轴线旋转，使得位于回转台上的所述杠杆表同步转动，转动的角度为180°；

S7.手动调节机床，使得主轴组件沿着Z向方向前进，使得杠杆表再次与所述主轴芯棒接触，直至接触的位置到主轴芯棒A位置时停止前进；记录此时杠杆表此时的数值；

S8.手动调节机床，使得主轴组件沿着X向方向移动，使得杠杆表显示的数值为S7中的杠杆表数值显示的1/2；

S9.多次重复步骤S5～S8，直至相交误差＜3μm；

S10.记录此时主轴组件的位置坐标，将其与机床的零点进行对比确认，并将此时主轴组件的X轴数据，作为回转台旋转180°后进行反向补偿的基础误差数据并录入机床。

采用本技术方案所达到的有益效果为：

通过利用本方案提供的装置，可对主轴轴线和回转台轴线(即B轴线)之间的正交误差进行校正，进一步提高两轴线的正交精度。针对典型大跨距、短轴线中空类壳体孔/轴工件进行180°调头加工时，能够有效的提高0°和180°处两孔之间的位置精度。

附图说明

图1为本实用新型装置各组件装配及工作状态示意图。

其中：10主轴芯棒、20主轴、30回转台、40支架组件、41磁性座、42竖直杆、51杠杆表、52表杆、100主轴组件。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

本实施例提供了一种一种卧式加工中心轴线正交误差校正装置，该校正装置主要运用在卧式加工中心机床上，实现机床的主轴轴线与B轴线之间的正交精度。

参见图1，本方案提供的装置组成具体包括主轴芯棒10，用于与主轴组件100中的主轴20进行固定连接；这里的主轴组件100为安装在机床(未画出)上的组件，通过对机床进行调控，可以控制主轴组件100沿X向方向和Y向方向移动，因为主轴芯棒10固定在主轴20上，所以主轴组件100的运动将使得主轴芯棒10随动；在机床上还设置了回转台30；回转台30的中心轴与B轴线共线，也可以简单的理解为B轴线也即为回转台30的中轴线；B轴线与主轴20的中轴线在投影平面上正交。

这里的正交其实是在理论上的正交，在实际的场景中，受到加工误差和各种跳动误差的影响，B轴线与主轴20的中轴线在投影平面上无法做到完全正交，因此本方案基于这样的问题，对B轴线与主轴20的中心轴的正交进行校正，尽量减小两轴线之间的误差，保证对待加工零件的加工精度。

本方案中，在回转台30的上端面上竖直安装有支架组件40，在支架组件40的顶部安装有杠杆表51；杠杆表51在不同的位置与主轴芯棒10外表面接触以实现正交误差校正。

可以理解为，本方案中通过利用对杠杆表51与主轴芯棒10的合理使用来实现对两轴的正交误差进行校正。

本方案中，作为主轴轴线引出的提供的主轴芯棒10的加工精度有更高的要求，即保证在每300mm长度的跳动精度小于2μm，每300mm长度的圆度小于1μm，每300mm长度的圆柱度小于3μm，每300mm长度的表面粗糙度Ra小于0.1μm。

本方案中，支架组件40包括磁性座41和竖直杆42；这里的磁性座41磁吸固定在回转台30上；竖直杆42为伸缩杆并固定连接在磁性座41上；杠杆表51通过表杆52与伸缩杆固定连接；这里设置竖直杆42为可伸缩的结构，可以实现杠杆表51在高度上的调节，使得在后续的校正方案中能够准确的与主轴芯棒10接触校正。

可选的，杠杆表51的分辨率为2μm，且杠杆表51相对于表杆52可不同角度调整，以保证能够与主轴芯棒10进行有效的接触。

采用以上校正装置进行校正的具体方法步骤如下：

S1.将主轴芯棒10固定安装在主轴20上；然后手动调节机床(未画出)，使得主轴组件100沿XY向方向移动，直至主轴20的中心轴线与B轴线粗相交。

当然，这里的粗相交为理论上的正交，需要进一步的对其进行校正，尽量消除各种误差的影响。

S2.对杠杆表51、表杆52、竖直杆42和磁性座41进行组装装配，然后将磁性座41磁吸在回转台30，并使得所述杠杆表51预压所述主轴芯棒10。

S3.手动调节机床，使得主轴组件100沿Y向方向移动；同时在Y向方向伸缩调节竖直杆42，使得主轴芯棒10侧母线最大法向相切位置与所述杠杆表51接触，并调整所述杠杆表51上的数值预压至0.05～0.1mm之间；

这里的侧母线最大法向相切位置可以理解为，主轴芯棒上距离其中心轴线最远的侧母线。

S4.控制主轴20旋转，使得主轴芯棒10同步低速旋转；此时杠杆表51上的数值在主轴芯棒10的转动过程中存在跳动，找到杠杆表51显示的数值为最大值时对应的主轴芯棒A位置处，并在此时将杠杆表51置零处理；

可以理解为，在此时杠杆表51在主轴芯棒10上误差最大位置处进行数值清零处理，并且将这里的主轴芯棒10上误差最大位置处定义为A处。

S5.手动调节机床，使得主轴组件100沿着Z向方向回退至最远端，使得主轴芯棒10不再与杠杆表51接触，并控制主轴20旋转180°；

主轴组件100沿着Z向方向回退，其主要目的是为回转台30的转动提供空间，尤其是使得设置在回转台30上的杠杆表51、表杆52、竖直杆42能够顺利地进行转动，避免因为主轴芯棒10的存在干扰影响。

S6.回转台30绕B轴线旋转，使得位于回转台上的杠杆表51同步转动，转动的角度为180°；可以理解为，杠杆表51由0°位置转动至对面的180°位置。

S7.手动调节机床，使得主轴组件100沿着Z向方向前进，使得杠杆表51再次与主轴芯棒10接触，直至接触的位置到主轴芯棒的A位置时停止前进；记录此时杠杆表此时的数值；

即杠杆表在0°位置时，在与主轴芯棒10的A位置进行接触时，对杠杆表51进行了数值清零处理(具体参见步骤S4)；然后杠杆表51转动180°，主轴芯棒10同样转动180°之后，杠杆表51再次与主轴芯棒10的A位置进行接触，此时需要对此时的数值进行记录。

S8.手动调节机床，使得主轴组件100沿着X向方向移动，使得杠杆表51显示的数值为S7中的杠杆表51数值显示的1/2；

S9.多次重复步骤S5～S8，直至相交误差＜3μm；

S10.记录此时主轴组件的位置坐标，将其与机床的零点进行对比确认，并将此时主轴组件的X轴数据，作为回转台旋转180°后进行反向补偿的基础误差数据并录入机床。

通过采用以上步骤，在多次校正中，逐步使得两轴线(B轴线和主轴线)的正交误差趋近于零，达到提高正交精度的目的，保证高精度孔系的镗削。

通过利用本方案提供的装置进行对主轴轴线和回转台轴线(即B轴线)之间的校正，进一步的提高了两轴线的正交精度，在对工件进行回转加工时，尤其是实现高精度孔系镗削前，能够有效的保证0°和180°处两孔之间的位置精度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种卧式加工中心轴线正交误差校正装置，其特征在于，包括

主轴芯棒(10)，用于与主轴组件(100)中的主轴(20)进行固定连接并将主轴轴线引出；所述主轴组件(100)可沿X向方向和Y向方向移动，使得所述主轴芯棒(10)随动；

回转台(30)；所述回转台(30)的中心轴与B轴线共线，所述B轴线与所述主轴(20)的中心轴线在YZ投影平面上正交；和

支架组件(40)，竖直固定在所述回转台(30)的上端面；所述支架组件(40)的顶部安装有杠杆表(51)；所述主轴芯棒侧母线最大法向切点位置处与所述杠杆表(51)接触，通过杠杆表(51)分别在0°和180°位置时示值的差值，实现正交误差校正。

2.根据权利要求1所述的一种卧式加工中心轴线正交误差校正装置，其特征在于，所述主轴芯棒(10)在每300mm长度跳动精度小于2μm，圆度小于1μm，圆柱度小于3μm，表面粗糙度Ra小于0.1μm。

3.根据权利要求1所述的一种卧式加工中心轴线正交误差校正装置，其特征在于，所述支架组件(40)包括磁性座(41)和竖直杆(42)；所述磁性座(41)磁吸固定在所述回转台(30)上；所述竖直杆(42)为伸缩杆并固定连接在所述磁性座(41)上；所述杠杆表(51)通过表杆(52)与所述伸缩杆固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种卧式加工中心轴线正交误差校正装置，其特征在于，杠杆表(51)的分辨率为2μm，且所述杠杆表(51)相对于所述表杆(52)可不同角度调整。

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