一种卧式精密磨抛机床工件主轴与工具系统的对心方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于机械制造领域，具体设及一种邸式精密磨抛机床工件主轴与工具系统 的对屯、方法。
【背景技术】
[0002] 机床组成部件的运动精度和装配精度对零件的加工精度具有很大影响。随着制造 技术的提高，当前数控机床所采用的各组成部件都可W保证具有较高的运动精度，但是高 精度运动部件并非高精度机床的唯一保障，机床的安装和调试精度往往更具决定意义。数 控邸式磨抛机床编程时，无论是采用绝对编程、增量式编程还是混合编程，都要求夹持工件 的主轴中屯、与工具系统的中屯、是对屯、精确的，机床做加工运动时二者可W具有较高的相对 位置精度。通常情况下购买的数控邸式精密磨抛机床，都是厂家借助于成本昂贵、超高精度 的仪器设备，并依靠具有多年安装调试经验的工人师傅经长时间调整对屯、好的，但是自制 邸式精密磨抛机床时，为了确保机床具有较高加工精度，通常需要更简单实用的机床工件 主轴和工具系统的对屯、方法。
【发明内容】
[0003] 本发明提供一种邸式精密磨抛机床工件主轴与工具系统的对屯、方法，W解决目前 存在的定位复杂、需要用昂贵、超高精度的仪器设备的问题。
[0004] 本发明采用的技术方案是，包括下列步骤： 阳0化]步骤一、建立机床坐标系X-Z-B-C，其中X轴与机床工件主轴运动方向相平行，Z轴 与机床工具系统运动方向相平行，B轴为机床转台转动轴，C轴为机床工件主轴转动轴；
[0006] 步骤二、机床各轴回参考点后，调整转台使工具系统轴与Z轴平行，将标定板安装 在工具系统上，用千分表I辅助检测使标定板上平面与X轴平行：
[0007] 步骤Ξ、将中屯、冲通过磁力底座，相对于工件主轴回转轴屯、，偏屯、吸附在工件主 轴吸盘端面上，调整工具系统与中屯、冲的相对位置，使中屯、冲冲头能够刻划到标定板前平 面；
[0008] 步骤四、中屯、冲随机床工件主轴偏屯、转动，并随X轴溜板直线移动，在标定板前平 面上刻划出一系列圆形划痕；
[0009] 步骤五、从工具系统上取下标定板，分别连接划痕的上轮廓点和下轮廓点，划出它 们的中屯、线即为工件主轴运动轨迹线，量取中屯、线与标定板前平面左棱边的交点到标定板 前平面下棱边的距离di和中屯、线与标定板前平面右棱边的交点到标定板前平面上棱边的 距离dz，计算得到机床工具系统轴与工件主轴在竖直方向偏差d,;
[0010] 步骤六、由步骤五中的机床工具系统轴与工件主轴在竖直方向偏差d,，调整工具 系统高度修配调整板的尺寸，使工具系统轴和机床工件主轴等高，即完成在竖直方向对屯、 标定；
[0011] 步骤屯、拆除上述标定板、刻划工具和千分表I，在工具系统上安装标定半球I和 千分表II，在工件主轴上安装标定半球II，在X轴溜板上安装千分表III，调整千分表II和千 分表III的测杆高度和伸出长度，使测杆和工件主轴等高且平行，且工件主轴沿X轴运动时， 千分表II和千分表III的红宝石测头，分别划过标定半球II和标定半球I的球面；
[0012] 步骤八、在垂直于Z轴方向架设激光精密测微仪，使激光发射源与工件主轴、工具 系统轴在同一平面内；
[001引步骤九、工件主轴在X轴溜板上沿X轴运动，用激光精密测微仪测量千分表III红宝 石测头划过标定半球I过程中，表盘示值最大时，千分表III红宝石测头到激光精密测微仪 的最小距离，记为化；
[0014] 步骤十、取下千分表III，工件主轴继续沿X轴运动，在千分表II红宝石测头划过标 定半球II过程中，表盘示值最大时，记录工件主轴相对于X轴参考点的坐标，记为X。；
[0015] 步骤十一、保持激光精密测微仪不动，Z轴溜板向远离标定半球II方向移动，直至 千分表II红宝石测头被激光束打到，用激光精密测微仪测量千分表II红宝石测头到激光精 密测微仪的最小距离，记为〇2;
[0016] 步骤十二、测量千分表II红宝石测头、千分表III红宝石测头的直径分 别记为di、dz，结合X。、〇1、〇2,计算出工具系统轴相对于X轴参考点的距离Xz:
由机床坐标系得到此位置的坐标Xk:Xk=XZ或Xk= Xz，至此当工件主轴运动到坐标Xk，工件主轴和工具系统轴重合，对屯、完成。
[0017] 本发明的一种实施方式是：所述步骤二在标定工具系统轴和工件主轴在竖直方向 偏差时，用千分表I辅助检测使标定板上平面与X轴平行，其步骤为：
[001引（1)在X轴溜板上安装千分表I，调整使千分表I测杆竖直向下；
[0019] (2)调整Z轴溜板到千分表I的距离和标定板在工具系统上的转角并锁定，使千 分表I红宝石测头与标定板上平面保持接触地划过；
[0020] (3)千分表I随工件主轴沿X轴直线移动，观察千分表I红宝石测头接触标定板 上平面时指针变化情况；
[OOW(4)根据做中指针偏转，调整标定板在工具系统上的转角，直到千分表I在测量 过程中，表针偏转的幅度对应读数小于0. 002~0. 003mm，即认为标定板上平面与X轴平行。
[0022] 本发明的一种实施方式是：所述步骤五中分别连接划痕的上轮廓点和下轮廓点， 划出它们的中屯、线即为工件主轴运动轨迹线，量取中屯、线与标定板前平面左棱边的交点到 标定板前平面下棱边的距离di和中屯、线与标定板前平面右棱边的交点到标定板前平面上 棱边的距离d2,计算得到机床工具系统轴与工件主轴在竖直方向偏差d,，其步骤为：
[0023] (1)将标定板前平面上圆形划痕的上轮廓点和下轮廓点分别相连，得到两条平行 的直线；
[0024] (2)划出步骤（1)中两条平行直线的中屯、线并延长与标定板前平面左棱边、标定 板前平面右棱边相交，此中屯、线即为工件主轴运动轨迹线；
[0025] (3)量取上述步骤（2)中屯、线与标定板前平面左棱边的交点到标定板前平面下棱 边的距离di和中屯、线与标定板前平面右棱边的交点到标定板前平面上棱边的距离d2; 阳0%] (4)则工具系统和机床工件主轴在竖直方向偏差
[0027] 本发明所述的标定板后平面和标定板圆柱柄相互垂直，标定板圆柱柄轴线位于标 定板后平面的对称中屯、上，标定板后平面和标定板圆柱柄轴线垂直度公差为：W标定板后 平面棱边为主参数，公差等级在I巧~IT6之间的对应公差值；标定板前平面与标定板后平 面相互平行，平行度公差为，W标定板前平面棱边为主参数，公差等级在I巧~IT6之间的 对应公差值；标定板上平面的平面度公差为：W标定板上平面棱边为主参数，公差等级在 IT6~IT7之间的对应公差值。
[0028] 本发明所述的标定半球I或标定半球II的球面与标定半球圆柱柄同轴，同轴度公 差值为，W标定半球球面直径为主参数，公差等级在I巧~IT6之间的对应公差值；标定半 球球面表面粗糖度为Ra〇. 100。 阳029] 本发明提供的标定板和中屯、冲用于机床在竖直方向对屯、标定，标定半球I和标定 半球II用于机床在水平方向对屯、标定。
[0030] 本发明针对一种四轴精密邸式磨抛机床，构思了一种简单实用的对屯、方法，利用 结构简单、制造方便、制造成本低的标定板和标定半球可W实现对机床工件主轴和工具系 统精确对屯、。
[0031] 本发明的优点在于：
[0032] 1.采用简单几何体组成的标定板1和标定半球，加工难度小、加工精度易于控制、 改型和修复方便、造价成本低；
[0033] 2.采用常用千分表和激光精密测微仪15进行辅助测量，安装调整受机床布局影 响小且测量精度度高，其对屯、方法具有一定的通用性；
[0034] 3.本方法可作为现有专用对刀仪的补充，在一定条件下可实现对邸式磨抛机床快 速和精