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超精密机械滑台的装配分析与数控机床实际改造

2019-03-28

一般来说,超精密机械滑台主要包括基座、导轨、光栅尺以及上滑台等多个部分。在超精密机械滑台的装配中,较重要的装配工作是滑块组件以及导轨的装配,这两个部分的装配精度会对机械滑台的定位精度造成直接的影响。另外,基座平面具备的直线度也会对滑台的工作精度造成影响。具体而言,机械滑台的装配注意要点如下:超精密机械滑台的基座包括两个平行度导轨以及滑块组件安装面,这一安装面的装配精度会对机械滑台装配完成之后的精度造成影响。如果基座平面的直线度不满足加工要求,工作人员需要根据测量所得的数据重新进行基座的研磨,以此保障基座具备较高的直线度,使其满足基座的装配要求。与此同时,因为基座包括两个导轨,所以工作人员需要遵循自为基准原则,分别测量两个的直线度,选择直线度相对较高的导轨作为主导轨,起行主导轨的装配,在主导轨的基础上装配副导轨。

基座导轨直线度的测量:通过上述介绍可知,在进行基座的装配之前,需要测量导轨的直线度。在实际的测量工作中,工作人员需要应用高精度的气浮测量平台,起先保障基座和测量平台保持平行状态,再利用开关式磁力座将马尔探头仅仅锁在测量平台的工作面,并来回移动工作台,在移动的过程中观察马尔测微仪显示的数值,保障数值始终处于-100μm-+100μm的量程内。如果发现马尔测微仪显示的数值大于量程,需要采取相应的措施调整工作台的探针。需要注意的是,工作人员在测量的过程中,不可以使工作台的指示灯出现红色,因为红色指示灯的出现表明测量的结果无效。

在上述准备工作完成之后,工作人员需要按照如下流程进行基座直线度的测量:将基座平面按照60mm的规格进行均等分,共选取九个点测量,等距离标记的方式可以确保测量过程中探针可以准确地落在标记处,保障测量的准确性;然后再通过较小二乘法得出测量点的直线度数值。需要注意的是,工作人员要加强工作台移动速度的控制,因为工作台尽可以进行同方向的测量,不可以进行折返,移动速度的控制可以避免探针超过测量点的标记位置。在探针测量的过程中,工作人员需要在标记位置停留一段时间,得到马尔测微仪显示的数值稳定之后,再将数值记录下来,进行下一个测量点的测量。另外,工作人员在测量的过程中,需要保障实验室具备足够安静的环境,因为环境噪音会引起探针的震动,从而对马尔测微仪的测量结果造成影响,使得测量数据出现误差。

在经过多次测量之后,工作人员需要选择直线度相对较高的导轨作为主导轨,进行机械滑台的装配。直线度的数值由较小二乘法处理所得。该方法是应用参与误差平方和较小的原理构建理想直线,这种数据处理方法相对成熟,算法爱十分简单,在直线度的测量中应用广泛。具体而言,工作人员需要将记录的数据导入到Excel中,利用散点图进行直线的拟合,并根据拟合直线计算出测量点和直线之间的距离。在多个测量点中,与直线的较大距离和较小距离之间的差值就是基座导轨直线度。

我们进行数控机床改造的目的,就是为了提高设备的工作速率和效果,如果改造后的设备加工能力依然得不到,那么我们的改造工作就相当于没做。因此,在进行数控机床改造时,就要按照以上的方法来提高工作速率。

数控机床改造在实际的操作过程中,会发现相同的数控机床不同的人员操作,在相同的工作时间内改造速率效果相差很大,许多数控机床的加工能力改造后依然得不到充分的体现,那么我们应该如何提高设备改造的速率呢:

(1)合理安装夹紧工件,提高装夹速度,在数控机床改造时,工件的定为安装应力求使设计基准,工艺基准与变成计算的基准统一,尽量减少装夹次数,尽可能在一次定为装夹后,加工出全部代加工表面,避免采用占机人工调整加工方案,以充分发挥数控机床的效能;

(2)灵活运用数控机床的各种辅助功能,数控机床具有道具半径和长度补偿功能,通过改变刀具补偿的方法弥补补刀具尺寸误差,以统一加工程序实现分层铣削和粗、精加工活用于提高加工精度,并可用同一加工配合件。

(3)制定合理的加工工艺路线,减少数控铣削的付诸实践,为了提高数控机床的生产速率,起先需要认真分析数控机床所加工的零件,弄清零件的材料、结构特点和形位公差要求、粗糙度、热处理等方面的技术要求。然后在此基础上,选择合理的铣削加工工艺和简洁的加工路线;

(4)选择恰当的道具,应该考虑数控机床的加工能力,工序内容、工件材料等因素。数控机床改造所选择的道具,不仅要求具有高硬度、高耐磨性、足够的强度和韧性、高耐热性及良好的工艺性,并且要求尺寸稳定、安装调整方便。