机床大跨度导轨的共面及平行度检测
机床⼤跨度导轨的共⾯及平⾏度检测
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针对机床⼤跨度导轨的共⾯及平⾏检测难题，改进检测⽅法，在导轨Ⅰ和导轨Ⅱ的⽔平⾯上安放两个连通的指⽰器，根据连通器原理，以两个指⽰器中的⽔平⾯为测量基准，配合针状千分尺检测两条导轨的平⾏度误差，取得了很好的测量效果。
导轨是机床运动部件导向的关键部位，在数控机床中，导轨按照摩擦⽅式分为滑动导轨和滚动导轨，其中滚动导轨在数控机床的应⽤越来越普及。
滚动导轨为了满⾜机床运动的⾼直线度和整体⾼刚性的要求，对运动副中的滚珠（或滚柱）进⾏适当的预紧，且预紧⼒有⽇渐增⼤的趋势。
根据约束的要求，通常机床每个⽅向的直线运动，导轨最少为两条（有时为了增加⽀撑刚性会适当增加数量），此多条导轨的平⾏度数值的误差直接复制为导轨运⾏中的额外变形。因此误差数值直接影响机床运⾏的直线度，使导轨产⽣额外的热量和振动，是影响机床运⾏速度和导轨副寿命的关键因素。
什么时候买车便宜?1. 通⽤测量⽅法
当两条导轨的距离在3 000mm以内时，最通⽤的平⾏度测量⽅法如图1所⽰。测量时，在过桥的上⾯放置⽔平仪，均匀移动过桥，带动放置在其上⾯的
⽔平仪移动，每次移动时，记录⽔平仪的数值，通常规定在全长度内⽔平仪的数值≤1格（就是通常所说的0.02mm/1 000mm），但是当需要过桥的长度 L超过3 000mm时，由于过桥的质量过⼤，移动困难，且移动中会出现不均衡和不稳定的问题，必须设法解决。
图1 ⼤跨度导轨平⾏度通⽤测量⽅法
2. 改进后的测量⽅法
对测量⽅法进⾏改进，如图2所⽰，检测跨距⼤的导轨Ⅰ和Ⅱ之间的平⾏度，在导轨Ⅰ和导轨Ⅱ的⽔平⾯上各安放两个连通的指⽰器，指⽰器之间⽤软管连接，两个指⽰器和软管中注⼊⽔（最好是有颜⾊的⽔，以便于观察⽔⾯），根据连通器的原理，两个指⽰器中的⽔⾯⾼度是绝对⼀样的。现场测量情况如图3所⽰。see you again 中文版
图2 ⼤跨度导轨改进后的平⾏度
图3 现场测量情况
（1）指⽰器结构两个指⽰器的结构如图4所⽰，其上、下⾯⼀起在平⾯磨床上精加⼯，保证两个指⽰器的⾼度尺⼨La 和Lb⼀致（要求相差≤0.001 5mm）。⾼度⼀致的两个测量座实物如图5所⽰。
a）结构⽰意
b）图样
图4 指⽰器结构
图5 ⾼度⼀致的两个测量座
（2）测量⽅法将两个指⽰器⽤软管连接，放置在两个需要测量平⾏度的导轨⾯相同的⼀端，并且加满⽔。将深度千分尺的下端测量柱更换为如图6所⽰的下部为针形，这是为了提⾼液体在钢件浸润瞬间的灵敏度。如图4b所⽰，⽤深度千分尺测量两指⽰器的上⾯A1和A2到⽔⾯的尺⼨分别为L1和L2，根据连通器原理，两个指⽰器的⽔⾯是⼀个平⾯，按照前⾯介绍的加⼯⽅法，两个指⽰器的⾼度La和Lb可以近似认为相同，所以这两个尺⼨的差值就是导轨⾯Ⅰ和Ⅱ的⾼度差，记录此数值为△ 1，同时同⽅向移动两个指⽰器相同的距离到导轨长度⽅向的第⼆个位置，按照刚才第⼀个位置的测量⽅法，读取此位置两个指⽰器的上⾯A1和A2到⽔⾯的尺⼨分别为L1 和L2，并且记录此两尺⼨的数值差为△2。依次采⽤此⽅法沿导轨长度⽅向测量两个指⽰器的⾼度差并且记录，如图7所⽰。假设两个导轨的长度
为10 000mm，指⽰器每次移动的距离为500mm，依次读取并且计算的⾼度差值分别为△ 1～△ 20，制作成表1。机床导轨对于此项的控制要求为0.01mm/1000mm、0.02mm/全长。
图6 下部为针形的深度千分尺
图7 ⽔⾯⾼度测量⽰意
表1 导轨平⾏度测量数据统计
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（3）测量⽅法的关键点①两个指⽰器的⾼度尺⼨La和Lb⼀致（要求相差≤0.0015mm），这个相差的数值直接就复制为测量值。②针形千分尺测量⽔⾯的尺⼨分别为L1和L2，L1和L2的测量⽅法有两种，根据操作习惯选择。第⼀种⽅法是千分尺的针尖由上向下逐渐靠近⽔⾯，根据液体表⾯有张⼒的原理，当针尖距离⽔的表⾯在0.2mm左右时，液体的表⾯会被针尖吸引⽽附着在针尖上⾯，此时的状态被定义为测量位置。第⼆种⽅法是千分尺的针尖由下到向上逐渐露出⽔⾯，当针尖距离⽔的表⾯在0.2mm左右时，液体会因张⼒⼩于质量⽽脱开针尖，此时的状态定义为测量位置。两种⽅法都经常使⽤，尤其是第⼆种⽅法，由于操作时的注意⼒和观察难度⽐第⼀种要⼩，使⽤得更加⼴泛，但是两种⽅法不能混⽤。
3. 结语
新型测量⽅法经过反复验证，操作者熟练掌握了千分尺针尖接触液⾯的经验和技巧。通过对多次测量结果的数据统计和对⽐分析，最后得出测量结果的精度控制在0.004mm以内，可以满⾜⼤跨度导轨平⾏度检测要求。
假期社会实践报告如果明天的路你不知该往哪走本⽂发表于《⾦属加⼯（冷加⼯）》2020年第10期42-44页，作者：⼭东威达重⼯股份有限公司张道东，原标题：《机床⼤跨度导轨的共⾯及平⾏度检测》。

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