超精密機(jī)械滑臺(tái)的裝配分析及測(cè)量分析
超 技術(shù)是制造行業(yè)的未來發(fā)展趨勢(shì),超 光學(xué)元器件具備的加工精度影響著超 加工機(jī)床的性能。制造企業(yè)要想提高加工機(jī)床的性能,就要注重加工機(jī)床核心部分的精度。也就是說,制造企業(yè)需要注重機(jī)械滑臺(tái)的精度。在超 機(jī)械滑臺(tái)中,其直線度、平面度、定位精度以及重復(fù)精度都會(huì)影響到加工精度。因此,制造企業(yè)的工作人員需要注重機(jī)械滑臺(tái)的測(cè)量工作,根據(jù)測(cè)量的結(jié)果分析機(jī)械滑臺(tái)的裝配效果,其各項(xiàng)參數(shù)符合加工要求。
l超 機(jī)械滑臺(tái)的裝配分析
一般來說,超 機(jī)械滑臺(tái)主要包括基座、導(dǎo)軌、光柵尺以及上滑臺(tái)等多個(gè)部分。在超 機(jī)械滑臺(tái)的裝配中,較重要的裝配工作是滑塊組件以及導(dǎo)軌的裝配,這兩個(gè)部分的裝配精度會(huì)對(duì)機(jī)械滑臺(tái)的定位精度造成直接的影響。另外,基座平面具備的直線度也會(huì)對(duì)滑臺(tái)的工作精度造成影響。具體而言,機(jī)械滑臺(tái)的裝配注意要點(diǎn)如下:超 機(jī)械滑臺(tái)的基座包括兩個(gè)平行度導(dǎo)軌以及滑塊組件安裝面,這一安裝面的裝配精度會(huì)對(duì)機(jī)械滑臺(tái)裝配完成之后的精度造成影響。如果基座平面的直線度不滿足加工要求,工作人員需要根據(jù)測(cè)量所得的數(shù)據(jù)重新進(jìn)行基座的研磨,以此基座具備較高的直線度,使其滿足基座的裝配要求。與此同時(shí),因?yàn)榛▋蓚€(gè)導(dǎo)軌,所以工作人員需要遵循自為基準(zhǔn)原則,分別測(cè)量?jī)蓚€(gè)的直線度,選擇直線度相對(duì)較高的導(dǎo)軌作為主導(dǎo)軌,首 行主導(dǎo)軌的裝配,在主導(dǎo)軌的基礎(chǔ)上裝配副導(dǎo)軌。
1.1基座導(dǎo)軌直線度的測(cè)量
通過上述介紹可知,在進(jìn)行基座的裝配之前,需要測(cè)量導(dǎo)軌的直線度。在實(shí)際的測(cè)量工作中,工作人員需要應(yīng)用的氣浮測(cè)量平臺(tái),首先基座和測(cè)量平臺(tái)保持平行狀態(tài),再利用開關(guān)式磁力座將馬爾探頭僅僅鎖在測(cè)量平臺(tái)的工作面,并來回移動(dòng)工作臺(tái),在移動(dòng)的過程中觀察馬爾測(cè)微儀呈現(xiàn)的數(shù)值,數(shù)值始終處于一100μm~+l00μm的量程內(nèi)。如果發(fā)現(xiàn)馬爾測(cè)微儀呈現(xiàn)的數(shù)值大于量程,需要采取相應(yīng)的措施調(diào)整工作臺(tái)的探針。需要注意的是,工作人員在測(cè)量的過程中,不可以使工作臺(tái)的指示燈出現(xiàn)紅色,因?yàn)榧t色指示燈的出現(xiàn)表明測(cè)量的結(jié)果無效。
在上述準(zhǔn)備工作完成之后,工作人員需要按照如下流程進(jìn)行基座直線度的測(cè)量:將基座平面按照60mm的規(guī)格進(jìn)行均等分,共選取九個(gè)點(diǎn)測(cè)量,等距離標(biāo)記的方式可以測(cè)量過程中探針可以準(zhǔn)確地落在標(biāo)記處,測(cè)量的準(zhǔn)確性;然后再通過較小二乘法得出測(cè)量點(diǎn)的直線度數(shù)值。需要注意的是,工作人員要加強(qiáng)工作臺(tái)移動(dòng)速度的控制,因?yàn)楣ぷ髋_(tái)盡可以進(jìn)行同方向的測(cè)量,不可以進(jìn)行折返,移動(dòng)速度的控制可以避免探針超過測(cè)量點(diǎn)的標(biāo)記位置。在探針測(cè)量的過程中,工作人員需要在標(biāo)記位置停留一段時(shí)間, 馬爾測(cè)微儀呈現(xiàn)的數(shù)值穩(wěn)定之后,再將數(shù)值記錄下來,進(jìn)行下一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量。另外,工作人員在測(cè)量的過程中,需要實(shí)驗(yàn)室具備足夠安靜的環(huán)境,因?yàn)榄h(huán)境噪音會(huì)引起探針的震動(dòng),從而對(duì)馬爾測(cè)微儀的測(cè)量結(jié)果造成影響,使得測(cè)量數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差。
在經(jīng)過多次測(cè)量之后,工作人員需要選擇直線度相對(duì)較高的導(dǎo)軌作為主導(dǎo)軌,進(jìn)行機(jī)械滑臺(tái)的裝配。直線度的數(shù)值由較小二乘法處理所得。該方法是應(yīng)用參與誤差平方和較小的原理構(gòu)建理想直線,這種數(shù)據(jù)處理方法相對(duì)成熟,算法愛簡(jiǎn)單,在直線度的測(cè)量中應(yīng)用廣泛。具體而言,工作人員需要將記錄的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到E、el中,利用散點(diǎn)圖進(jìn)行直線的擬合,并根據(jù)擬合直線計(jì)算出測(cè)量點(diǎn)和直線之間的距離。在多個(gè)測(cè)量點(diǎn)中,與直線的較大距離和較小距離之間的差值就是基座導(dǎo)軌直線度。
1.2導(dǎo)軌的裝配
在選出主導(dǎo)軌之后,工作人員需要重新調(diào)整馬爾探頭,通過馬爾測(cè)微儀呈現(xiàn)的數(shù)值,調(diào)解主導(dǎo)軌上不同位置上螺栓應(yīng)用的預(yù)緊力,如果馬爾測(cè)微儀呈現(xiàn)的數(shù)值增加,則表示螺栓預(yù)緊力需要增加,如果相反,則表示螺栓預(yù)緊力需要降低;然后,工作人員需要再次通過均等分的方式獲取主導(dǎo)軌的直線度,利用多次測(cè)量的數(shù)據(jù)不斷調(diào)整,實(shí)現(xiàn)螺栓預(yù)緊力的較優(yōu)化,主導(dǎo)軌具備較高的直線度,滿足機(jī)械滑臺(tái)的裝配要求。因?yàn)橹鲗?dǎo)軌具備的直線度會(huì)對(duì)副導(dǎo)軌的安裝造成影響,所以工作人員需要合理調(diào)整主導(dǎo)軌的直線度,多次測(cè)量方法可以將主導(dǎo)軌直線度存在的直線誤差控制在微米級(jí),為副導(dǎo)軌的裝配奠定良好的基礎(chǔ)。
在主導(dǎo)軌裝配完成之后,工作人員需要自為基準(zhǔn)原則,將馬爾測(cè)微儀安裝在主導(dǎo)軌上,根據(jù)馬爾測(cè)微儀呈現(xiàn)數(shù)值的變化,對(duì)副導(dǎo)軌螺栓預(yù)緊力進(jìn)行調(diào)整,從而實(shí)現(xiàn)副導(dǎo)軌直線度的提升,完成基座的裝配。
2超 機(jī)械滑臺(tái)的測(cè)量分析
在超 機(jī)械滑臺(tái)裝配完成之后,工作人員需要對(duì)滑臺(tái)的平面以及重復(fù)定位精度進(jìn)行測(cè)量,提升超 機(jī)械滑臺(tái)的質(zhì)量。
2.1滑臺(tái)平面的測(cè)量
在機(jī)械滑臺(tái)裝配完成之后,工作人員需要將V型大理石安放于工作平面上,再將0.074μm平面度的平面平晶安放于v型大理石上。需要注意的是,工作人員需要使用 手套移動(dòng)平面平晶,以此平面平晶的平整度及示數(shù)的準(zhǔn)確性。如果平面平晶是垂直放置于大理石上,盡量使平面平面和氣浮導(dǎo)軌處于平行狀態(tài),使用馬爾探針接觸工作面的另外一側(cè)。具體的測(cè)量流程如下:將探針和平面平晶呈現(xiàn)出45°的夾角,保持探針的位置不動(dòng),工作人員通過移動(dòng)滑臺(tái)的方式,使得平面平晶呈現(xiàn)的數(shù)值保持在一100μm一+l00μm的量程內(nèi)。如果平面平晶呈現(xiàn)的數(shù)值大于這一量程,工作人員需要使用橡膠榔頭輕輕敲打大理石,并在敲打之后繼續(xù)進(jìn)行平面度的測(cè)量,直到平面平晶呈現(xiàn)的數(shù)值維持在量程內(nèi)。
需要注意的是,如果平面平晶呈現(xiàn)的數(shù)值增加,需要敲擊大理石的右側(cè);如果平面平晶呈現(xiàn)的數(shù)值降低,需要敲擊大理石的左側(cè)。這種平面度測(cè)量方法可以檢測(cè)出滑臺(tái)的裝配是否符合滑臺(tái)的使用要求。將平面平晶豎直安放于V型大理石上,主要是測(cè)量機(jī)械滑臺(tái)水平工作面的平面度;將平面平晶水平安放于V型大理石上,主要是測(cè)量機(jī)械滑臺(tái)豎直工作面的平面度,具體的測(cè)量面是平面平晶的工作面,工作人員在實(shí)際的測(cè)量工作中需要注意這一點(diǎn),避免滑臺(tái)工作面平面度混淆。某制造企業(yè)的工作人員按照上述方法對(duì)機(jī)械滑臺(tái)進(jìn)行了測(cè)量,測(cè)量的結(jié)果呈現(xiàn):豎直方向上的超 機(jī)械滑臺(tái)直線度是2μm;水平方向上的超 機(jī)械滑臺(tái)直線度是44μm,均符合超 機(jī)械滑臺(tái)的使用要求。在實(shí)際的超 機(jī)械滑臺(tái)使用中,產(chǎn)品的加工精度相對(duì)較高。
2.2滑臺(tái)重復(fù)定位精度的測(cè)量
對(duì)于超 機(jī)械滑臺(tái)而言,重復(fù)精度以及定位精度會(huì)對(duì)機(jī)械滑臺(tái)的加工質(zhì)量造成直接的影響。工作人員通常使用激光干涉儀進(jìn)行重復(fù)精度以及定位精度的測(cè)量,首先將事先編制好的程序載入到系統(tǒng)中;然后在滑臺(tái)中每隔10mm選擇一個(gè)測(cè)量點(diǎn),在每個(gè)點(diǎn)中停留三秒,連續(xù)測(cè)量三次;較后通過對(duì)測(cè)量點(diǎn)數(shù)值的分析,得出機(jī)械滑臺(tái)的重復(fù)精度以及定位精度。如果測(cè)量所得的重復(fù)精度或者定位精度沒有達(dá)到機(jī)械滑臺(tái)的使用要求,工作人員需要采取相應(yīng)的補(bǔ)償措施,機(jī)械滑臺(tái)具備的重復(fù)精度以及定位精度均滿足要求。
綜上所述,超 機(jī)械滑臺(tái)具有嚴(yán)格的裝配要求,以此機(jī)械滑臺(tái)的加工精度。通過本文的分析可知,工作人員需要合理利用測(cè)量?jī)x器,得出基座導(dǎo)軌的直線度、機(jī)械滑臺(tái)工作面的平面度、定位精度以及重復(fù)精度,按照測(cè)量的數(shù)值進(jìn)行機(jī)械滑臺(tái)的裝配,并通過不斷地調(diào)整,實(shí)現(xiàn)超 機(jī)械滑臺(tái)的完善,我國(guó)制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
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