立式加工中心第四轴旋转工作台手动调整方法

杨永修(中国第一汽车集团公司研发总院试制所吉林长春 130000)

引言
　　加工中心是带有刀库的数控机床，能实现自动换刀，自动化程度较高。VMC850L立式加工中心，左右行程为X向，前后行程为Y向，上下行程为Z向。主要加工盘类和轴类零部件，在盘类和轴类零部件周围做孔类、键槽、各种型面的加工。在机床上配备VRNC210第四轴转台，组装成四轴回转式加工中心，如图1。目的是实现一次装夹可以加工多处带角度部位，同时也可以实现4轴联动加工，加工复杂型面、提高加工质量和加工效率。
　　机床的几何精度是加工精度的基础，只有机床的几何精度达到要求才能保证加工精度。在实际生产加工中，由于受到各种因素的影响，如误操作、加工振动等的影响，会使机床自身的精度发生变化。此四轴回转式加工中心在加工精密零部件时，有不合格的情况出现，经过三坐标检测，发现工件的位置度偏差较大，经过分析，是第四轴转台的精度问题导致工件超差。

图1 四轴回转加工中心

一、第四轴精度调整操作
　　首先自制一个圆形标准棒，材料是45#钢，经过调质处理，防止发生变形。标准棒直径20mm，长度200mm，同轴度小于0.02mm。因为标准棒的直径和长度的比例是1：10，长度也较长，一般加工的工件长度在200mm以内，工件的精度要求一般都在0.02mm以内，所以如果用标准棒做调整时精度保证在这个范围内，加工出来的产品也不会有问题。
(一)第四轴转台与机床X向平行度调整
　　把转台上的三爪卡盘清理干净，标准棒装夹在转台的三爪卡盘内。将百分表装入磁力表坐上，把磁力表座固定在机床主轴上。
　　百分表的表针压在标准棒的上母线，摇动机床手轮，使其表针沿着标准棒的轴线方向运动，看百分表是否有变动。如果变动小于0.02mm，默认为转台与机床台面水平方向一致。如果变动大于0.02mm，稍稍松动转台固定螺栓，在转台基座下方垫塞尺，塞尺的大小根据百分表反映的数值调节，然后反复摇动手轮和替换塞尺，调至百分表在0.02mm以内，也就达到了转台与机床台面水平方向一致的要求。
　　百分表的表针压在标准棒的侧母线，摇动机床手轮，使其表针沿着标准棒的轴线方向运动，看百分表是否有变动。如果变动小于0.02mm，默认为转台与机床X向平行。如果变动大于0.02mm，稍稍松动转台固定螺栓，用铜棒敲击转台基座，反复摇动手轮和敲击基座，调至百分表在0.02mm以内，也就达到了标准棒的侧母线与机床X向平行的要求，然后固定好转台基座的锁紧螺栓。
(二)第四轴转台与三爪夹盘同轴度调整
　　在保证了上面所述第四轴转台和机床X向平行度要求的前提下，再进行如下的第四轴转台和三爪夹盘同轴度调整。
　　把百分表表针压在远离转台一侧的标准棒侧母线上，摇动机床手轮，转动4轴转台，如果变动小于0.02mm，说明第四轴转台和三爪夹盘的同轴度可以满足正常加工需求。如果变动大于0.02mm，稍稍松动三爪卡盘的固定螺栓，然后用铜锤敲击三爪卡盘，反复摇动手轮和敲击三爪卡盘，调至百分表的变动在0.02mm 以内，也就达到了第四轴转台和三爪夹盘同轴度的要求。
(三)第四轴转台与尾座同轴度调整
　　在保证第四轴转台与三爪夹盘同轴度的前提下进行第四轴转台和顶尖尾座同轴度的调整。
　　百分表压在靠近尾座一端标准棒的上母线，然后移动顶尖尾座，使顶尖顶在标准棒的中心孔内，此时观察百分表的变动。如果变动小于0.01mm，说明尾座顶尖的中心和第四轴转台中心同轴。如果变动大于0.01mm，说明尾座顶尖的中心高跟转台中心高不一致。在大于0.01mm的时候，有两种情况出现。一种是尾座低于转台中心，调整方法是在尾座下方垫一定高度的塞尺，塞尺大小根据百分表反映的情况定，直至调至尾座中心与转台中心等高。第二种情况是尾座高于转台中心，调整方法就是根据高度差，进行修磨尾座底部，调至尾座中心与转台中心等高。
　　百分表压在靠近尾座一端标准棒的侧母线，然后移动顶尖尾座，使顶尖顶在标准棒的中心孔内，此时观察百分表的变动。如果变动小于0.01mm，默认尾座顶尖的中心和第四轴转台中心同轴。如果变动大于0.01mm，说明尾座顶尖的中心跟转台中心同轴度不好。有两种情况出现，一种是尾座偏向外侧，另外一种是偏向内侧。以上两种情况的调整方法都是用铜锤敲击尾座底部，调至百分表的变动小于0.01mm，也就保证了尾座中心与第四轴转台中心同轴。
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二、结束语
　　通过对四轴回转式加工中心的第四轴转台的精度调整，解决了精密零部件加工出现的位置度不好的问题。其他此型号的机床，按照我们的调整方法，同样可以达到相应的精度，具有一定的推广意义。

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立式加工中心第四轴旋转工作台手动调整方法

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