一種臥式精密磨拋機床工件主軸與工具系統的對心方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于機械制造領域，具體設及一種邸式精密磨拋機床工件主軸與工具系統 的對屯、方法。
【背景技術】
[0002] 機床組成部件的運動精度和裝配精度對零件的加工精度具有很大影響。隨著制造 技術的提高，當前數控機床所采用的各組成部件都可W保證具有較高的運動精度，但是高 精度運動部件并非高精度機床的唯一保障，機床的安裝和調試精度往往更具決定意義。數 控邸式磨拋機床編程時，無論是采用絕對編程、增量式編程還是混合編程，都要求夾持工件 的主軸中屯、與工具系統的中屯、是對屯、精確的，機床做加工運動時二者可W具有較高的相對 位置精度。通常情況下購買的數控邸式精密磨拋機床，都是廠家借助于成本昂貴、超高精度 的儀器設備，并依靠具有多年安裝調試經驗的工人師傅經長時間調整對屯、好的，但是自制 邸式精密磨拋機床時，為了確保機床具有較高加工精度，通常需要更簡單實用的機床工件 主軸和工具系統的對屯、方法。

【發明內容】

[0003] 本發明提供一種邸式精密磨拋機床工件主軸與工具系統的對屯、方法，W解決目前 存在的定位復雜、需要用昂貴、超高精度的儀器設備的問題。
[0004] 本發明采用的技術方案是，包括下列步驟： 陽0化]步驟一、建立機床坐標系X-Z-B-C，其中X軸與機床工件主軸運動方向相平行，Z軸 與機床工具系統運動方向相平行，B軸為機床轉臺轉動軸，C軸為機床工件主軸轉動軸；
[0006] 步驟二、機床各軸回參考點后，調整轉臺使工具系統軸與Z軸平行，將標定板安裝 在工具系統上，用千分表I輔助檢測使標定板上平面與X軸平行：
[0007] 步驟Ξ、將中屯、沖通過磁力底座，相對于工件主軸回轉軸屯、，偏屯、吸附在工件主 軸吸盤端面上，調整工具系統與中屯、沖的相對位置，使中屯、沖沖頭能夠刻劃到標定板前平 面；
[0008] 步驟四、中屯、沖隨機床工件主軸偏屯、轉動，并隨X軸溜板直線移動，在標定板前平 面上刻劃出一系列圓形劃痕；
[0009] 步驟五、從工具系統上取下標定板，分別連接劃痕的上輪廓點和下輪廓點，劃出它 們的中屯、線即為工件主軸運動軌跡線，量取中屯、線與標定板前平面左棱邊的交點到標定板 前平面下棱邊的距離di和中屯、線與標定板前平面右棱邊的交點到標定板前平面上棱邊的 距離dz，計算得到機床工具系統軸與工件主軸在豎直方向偏差d,;
[0010] 步驟六、由步驟五中的機床工具系統軸與工件主軸在豎直方向偏差d,，調整工具 系統高度修配調整板的尺寸，使工具系統軸和機床工件主軸等高，即完成在豎直方向對屯、 標定；
[0011] 步驟屯、拆除上述標定板、刻劃工具和千分表I，在工具系統上安裝標定半球I和 千分表II，在工件主軸上安裝標定半球II，在X軸溜板上安裝千分表III，調整千分表II和千 分表III的測桿高度和伸出長度，使測桿和工件主軸等高且平行，且工件主軸沿X軸運動時， 千分表II和千分表III的紅寶石測頭，分別劃過標定半球II和標定半球I的球面；
[0012] 步驟八、在垂直于Z軸方向架設激光精密測微儀，使激光發射源與工件主軸、工具 系統軸在同一平面內；
[001引步驟九、工件主軸在X軸溜板上沿X軸運動，用激光精密測微儀測量千分表III紅寶 石測頭劃過標定半球I過程中，表盤示值最大時，千分表III紅寶石測頭到激光精密測微儀 的最小距離，記為化；
[0014] 步驟十、取下千分表III，工件主軸繼續沿X軸運動，在千分表II紅寶石測頭劃過標 定半球II過程中，表盤示值最大時，記錄工件主軸相對于X軸參考點的坐標，記為X。；
[0015] 步驟十一、保持激光精密測微儀不動，Z軸溜板向遠離標定半球II方向移動，直至 千分表II紅寶石測頭被激光束打到，用激光精密測微儀測量千分表II紅寶石測頭到激光精 密測微儀的最小距離，記為〇2;
[0016] 步驟十二、測量千分表II紅寶石測頭、千分表III紅寶石測頭的直徑分 別記為di、dz，結合X。、〇1、〇2,計算出工具系統軸相對于X軸參考點的距離Xz:
由機床坐標系得到此位置的坐標Xk:Xk=XZ或Xk= Xz，至此當工件主軸運動到坐標Xk，工件主軸和工具系統軸重合，對屯、完成。
[0017] 本發明的一種實施方式是：所述步驟二在標定工具系統軸和工件主軸在豎直方向 偏差時，用千分表I輔助檢測使標定板上平面與X軸平行，其步驟為：
[001引（1)在X軸溜板上安裝千分表I，調整使千分表I測桿豎直向下；
[0019] (2)調整Z軸溜板到千分表I的距離和標定板在工具系統上的轉角并鎖定，使千 分表I紅寶石測頭與標定板上平面保持接觸地劃過；
[0020] (3)千分表I隨工件主軸沿X軸直線移動，觀察千分表I紅寶石測頭接觸標定板 上平面時指針變化情況；
[OOW(4)根據做中指針偏轉，調整標定板在工具系統上的轉角，直到千分表I在測量 過程中，表針偏轉的幅度對應讀數小于0. 002~0. 003mm，即認為標定板上平面與X軸平行。
[0022] 本發明的一種實施方式是：所述步驟五中分別連接劃痕的上輪廓點和下輪廓點， 劃出它們的中屯、線即為工件主軸運動軌跡線，量取中屯、線與標定板前平面左棱邊的交點到 標定板前平面下棱邊的距離di和中屯、線與標定板前平面右棱邊的交點到標定板前平面上 棱邊的距離d2,計算得到機床工具系統軸與工件主軸在豎直方向偏差d,，其步驟為：
[0023] (1)將標定板前平面上圓形劃痕的上輪廓點和下輪廓點分別相連，得到兩條平行 的直線；
[0024] (2)劃出步驟（1)中兩條平行直線的中屯、線并延長與標定板前平面左棱邊、標定 板前平面右棱邊相交，此中屯、線即為工件主軸運動軌跡線；
[0025] (3)量取上述步驟（2)中屯、線與標定板前平面左棱邊的交點到標定板前平面下棱 邊的距離di和中屯、線與標定板前平面右棱邊的交點到標定板前平面上棱邊的距離d2; 陽0%] (4)則工具系統和機床工件主軸在豎直方向偏差
[0027] 本發明所述的標定板后平面和標定板圓柱柄相互垂直，標定板圓柱柄軸線位于標 定板后平面的對稱中屯、上，標定板后平面和標定板圓柱柄軸線垂直度公差為：W標定板后 平面棱邊為主參數，公差等級在I巧~IT6之間的對應公差值；標定板前平面與標定板后平 面相互平行，平行度公差為，W標定板前平面棱邊為主參數，公差等級在I巧~IT6之間的 對應公差值；標定板上平面的平面度公差為：W標定板上平面棱邊為主參數，公差等級在 IT6~IT7之間的對應公差值。
[0028] 本發明所述的標定半球I或標定半球II的球面與標定半球圓柱柄同軸，同軸度公 差值為，W標定半球球面直徑為主參數，公差等級在I巧~IT6之間的對應公差值；標定半 球球面表面粗糖度為Ra〇. 100。 陽029] 本發明提供的標定板和中屯、沖用于機床在豎直方向對屯、標定，標定半球I和標定 半球II用于機床在水平方向對屯、標定。
[0030] 本發明針對一種四軸精密邸式磨拋機床，構思了一種簡單實用的對屯、方法，利用 結構簡單、制造方便、制造成本低的標定板和標定半球可W實現對機床工件主軸和工具系 統精確對屯、。
[0031] 本發明的優點在于：
[0032] 1.采用簡單幾何體組成的標定板1和標定半球，加工難度小、加工精度易于控制、 改型和修復方便、造價成本低；
[0033] 2.采用常用千分表和激光精密測微儀15進行輔助測量，安裝調整受機床布局影 響小且測量精度度高，其對屯、方法具有一定的通用性；
[0034] 3.本方法可作為現有專用對刀儀的補充，在一定條件下可實現對邸式磨拋機床快 速和精