大型数控转台圆形静压导轨的刮研方法

■ 烟台环球机床装备股份有限公司 （山东 265500） 潘绍刚 刁静林 刘 翔 连永明

大型数控转台一般采用承载刚度高、回转精度高、运转平稳的静压导轨，静压导轨的油膜厚度为了增加其刚性，一般只有0.03～0.06mm，所以对导轨面的加工精度要求较高。目前，静压导轨的加工设备大都无法满足精度要求，一般采用对研的加工方法来保证。本文通过实践总结出一种圆形导轨的刮研方法。

1. 数控转台底座静压导轨平面度的测量与调整

大型数控转台的底座一般长度都在2m以上，其刚性较差，在刮研前，必须对导轨进行平面度测量和调整，减少刮研的工作量。

导轨平面度的测量采用切向测量法，可以根据测量数据，找出导轨的凹凸点。如图1所示，可将底座导轨均分为12个区域，并做好序号标记。水平仪垫铁长度为400mm，水平仪精度为0.02mm/1 000mm。导轨上任取一点作为测量的起点，依次对12个区域进行测量。在移动水平仪垫铁时，按一定的方向进行移动，不要将其调头，记录每次的读数。

如图2所示，建立坐标系，横坐标为导轨的长度，纵坐标为水平仪的读数。把12个读数按依次叠加的方法绘制在坐标系上，用直线依次将各点连接，并把起点和终点连成直线。然后将图形进行旋转，使起点和终点的连线与O－x1轴重合即可。

图2中实线为某转台的实测曲线，虚线是测量平面为理想平面时测得的曲线。理想曲线方程为

y=hsinθ

h=（h1＋h2）/2

式中，θ为测量圆心角；h1和h2分别是实测曲线的两个峰值。

两曲线不重合度为导轨面的平面度，高于理想曲线的为凸起部分，低于理想曲线的为低洼部分。

从图2中可以看出，最大凸起点在11点，最大凸起量为：

h3=（7×0.02）÷（1 000×400）=0.056mm

最大低洼点在6点，最大低洼量为：

h4=（7.5×0.02）÷（1 000×400）=0.06mm

所以平面度的误差为：

0.056＋0.06=0.116mm

调整时，把11点处的垫铁调低，6点处的垫铁调高。把水平仪放在相应的位置上，根据图中数据的大小，通过观察水平仪读数的变化，来控制垫铁的调整程度。

图1

图2

图3

2. 导轨的刮研

工作台导轨的加工精度较高，基本满足精度要求，刮研的工作量较小，故采用两导轨对研的方法。所谓对研法，就是依次采用工作台导轨和底座导轨作为回转研点的基准，进行反复刮削，直至达到精度要求的一种方法。采用此方法必须使两导轨在回转对研时具有很好的定心性，这样才能使两导轨面上的高点总能保持接触，使之显示出来而被刮去。

在进行初次刮研时，如果平面度很差，可根据平面度的检测数据，先把高点进行打磨，然后再对研。工作台导轨的精度要好于底座导轨，所以先以工作台导轨为基准刮研底座导轨。首先把底座导轨分为12个区域，在非刮削面做好标记。然后在底座导轨上涂红丹粉，与工作台在40°范围内来回转动两次。吊起工作台，观察底座导轨的接触斑点，并把每个区域接触斑点的分布情况，如斑点的稀疏、轻重等详细的记录下来，如图3a所示。

再把底座重新涂红丹粉，与上次相比，把工作台相对底座旋转45°后装在底座上进行对研，观察底座导轨的接触斑点，并按上述方法记录斑点的分布情况，如图3b所示。根据这两次斑点的分布，如果在同一个区域同时有接触斑点并且斑点较硬，则说明此区域是底座导轨高点的几率较大，进行刮削。由图3可以看出区域1、2、4、5、6、9、10在两次对研中都有接触斑点，需对其进行刮削。对接触较重的点，打磨时力度稍微重一点，对接触较轻的点，打磨时力度稍微轻一点。相反，如果同一个区域一次有斑点，一次没有斑点，则说明该区域是底座导轨高点的几率较小，暂不进行刮削。区域3、7、8、11、12两次对研中，一次有接触斑点，一次没有接触斑点，所以不进行刮削。

把底座重新涂红丹粉，把工作台相对底座再次旋转45°后装在底座上进行对研，重复上述刮研过程。

对底座刮削四次后，再以底座导轨为基准，按上述方法刮研工作台导轨。一般对工作台刮研2次后，再以工作台导轨为基准，对底座导轨进行刮研。如此对工作台和底座进行反复刮研，直至每次研点时，所有区域的点均达到每25mm×25mm内4～6点即可。

3. 结语

本文介绍了大型数控转台静压导轨平面度的检测及调整方法，以减少导轨的刮研量。同时对导轨的刮研进行了分析介绍，经过现场多次试验及生产验证，可以满足静压导轨的各项精度要求。

参考文献：

[1] 王先逵. 机械制造工艺学[M]. 北京：机械工业出版社，2003.