——        一種保證大型環(huán)形導(dǎo)軌副吻合性的新方法

一 簡介

“STM工藝”是武漢賽特曼機電技術(shù)發(fā)展有限公司，為保證大型環(huán)形導(dǎo)軌副的吻合性而探索出來的一種新方法。

具有環(huán)形導(dǎo)軌副的典型機床有立式車床和回轉(zhuǎn)工作臺。因環(huán)形導(dǎo)軌副的吻合性如何將決定工作臺的工作精度和承載能力，所以一直以來，各機床的制造和修理廠家均采用工作臺與底座進(jìn)行配刮的方式加以保證。然而隨著重型機床的制造和修理業(yè)的不斷發(fā)展使我們清楚地看到，傳統(tǒng)的配刮工藝并不適用于大型機床。工作臺吊上吊下及多次翻面的安全問題，還有需要長時間占用行車的問題，都是傳統(tǒng)配刮工藝的致命弱點。那么有沒有更好的辦法來保證大型環(huán)形導(dǎo)軌副的吻合性呢？為此，武漢賽特曼機電技術(shù)發(fā)展有限公司的工程技術(shù)人員經(jīng)過多年的不懈努力，終于探索出了一套全新的“STM工藝”方法。2008年10月，我們首次將這一工藝運用在上海福伊特公司的德國14米立車的大修改造項目中，成功地解決了工作臺環(huán)形導(dǎo)軌副因吻合性不好而引起的工作臺浮升量不夠和重載分度時的爬行問題。經(jīng)多次實際應(yīng)用的檢驗證明，“STM工藝”不僅簡單易行，吻合性效果好，而且極大地提高了施工的安全性和施工效率。

研究表明，環(huán)形導(dǎo)軌副的吻合性質(zhì)量是由它們的切向直線度和法向凸凹的對應(yīng)性決定的。如果環(huán)形導(dǎo)軌副切向的直線度和法向凸凹的對應(yīng)性越好，那么它們的吻合性就越高。環(huán)形導(dǎo)軌的切向的直線度可以把它假想成從其某處截斷的狀況去認(rèn)識和考慮，這與床身直導(dǎo)軌的直線度要求沒有本質(zhì)區(qū)別。環(huán)形導(dǎo)軌法向的吻合形態(tài)共有五種可能，見（圖一）。

以上a、b、c三種吻合形態(tài)從理論上講都是可取的，但為了便于在施工中進(jìn)行掌控，因此，“STM工藝”僅以第一種吻合形態(tài)（a）作為要求。至此我們可以看出，滿足環(huán)形導(dǎo)軌切向的直線度與法向的吻合形態(tài)條件，實際上就是滿足環(huán)形導(dǎo)軌平面度的要求，“STM工藝”正是以此為要求的。

   為什么要以平面度作為要求呢？這是因為：

1）參照物隨處存在。

2）方便修刮過程中的測量與控制。

那么平面度的參照物（或標(biāo)準(zhǔn)）是什么呢？難道是同樣巨大的標(biāo)準(zhǔn)研具嗎？當(dāng)然不是，而是隨處即可檢測到的“絕對水平”。研究表明，“絕對水平”是一個“非常理想的平面”。經(jīng)一般計算，在地球表面一個直徑10米的水域，如果不考慮振動、風(fēng)或其它星體引力等因素的影響，那么該水域表面的最大彎曲度僅0.00196mm，見（圖二)的計算。

已知：地球半徑R=6371000m，AB=5m，求線段 BC=？

解：

由②得：③    

③代入①得：                      

     ④

將已知條件代入④ 計算：

BC=0.00196mm

因此我們相信，以水平面為參照物（或基準(zhǔn)）修刮得到的環(huán)形導(dǎo)軌的平面度一定較高?？梢栽O(shè)想，當(dāng)我們把這兩個“象水平面那樣平”的環(huán)形導(dǎo)軌扣在一起話，那么它們一定貼合的非常好，非常的吻合。

在施工過程中，平面度又將如何進(jìn)行控制呢？秘訣和要領(lǐng)就是：嚴(yán)格按照《STM工藝》要求進(jìn)行操作，堅持做到測量——修刮——再測量——再修刮就一定能夠?qū)崿F(xiàn)我們的目標(biāo)。經(jīng)常進(jìn)行測量和作圖，目的是為了使我們清楚地了解被修刮的環(huán)形導(dǎo)軌平面度的現(xiàn)狀、修刮的量和區(qū)域。

不是配刮，而是以水平面為基準(zhǔn)，通過分別修刮兩個環(huán)形導(dǎo)軌的平面度來實現(xiàn)環(huán)形導(dǎo)軌副的吻合性是“STM工藝”的核心所在。

下面我們將“STM工藝”介紹給大家。

二 《STM工藝》

1底座環(huán)形導(dǎo)軌平面度達(dá)標(biāo)方法

1.1“米”字水平測量

用平尺、等高鐵、水平儀，以“米”字形依次在環(huán)形導(dǎo)軌上擺放八次，將八次測得的水平讀數(shù)記錄于“米”字圖上，見（圖三)。

1.2調(diào)整

根據(jù)“米”字圖對底座進(jìn)行調(diào)整，使八個讀數(shù)及方向符號達(dá)到技術(shù)要求，見（附錄1)。

1.3切向水平測量

在環(huán)形導(dǎo)軌上，將短平尺和水平儀依次測得的切向水平讀數(shù)填寫到表格中，并根據(jù)作圖計算值繪制出環(huán)形導(dǎo)軌的直線度曲線圖，見（圖表四)。

注：1）平均值=水平讀數(shù)的代數(shù)差÷測量點數(shù)。

2）計算值=讀數(shù)－平均值（目的是為了讓起點與終點均落在橫軸上）。

3）直線度誤差=曲線圖上的總格數(shù)×0.02/1000×每段測量長度。

（以下圖為例：直線度誤差=14.3×0.02/1000×500=0.143mm/整圓。）

1.4切向水平調(diào)整

根據(jù)曲線圖四對底座進(jìn)行調(diào)整，使環(huán)形導(dǎo)軌的直線度達(dá)到技術(shù)要求，見（附錄1)。

1.5法向水平度測量

用水平儀依次測量出環(huán)形導(dǎo)軌的法向水平讀數(shù)（24塊導(dǎo)軌板時），并將讀數(shù)記錄于示意圖上，見（圖五)。

1.6法向水平調(diào)整

根據(jù)法向水平誤差示意圖調(diào)整底座墊鐵，使導(dǎo)軌各法向水平誤差達(dá)到技術(shù)要求，見（附錄1)。

1.7平面度的修刮

上述的測量與調(diào)整需反復(fù)交替進(jìn)行。若精度未能達(dá)到技術(shù)要求則必需采用小平板研刮的方法來進(jìn)行修復(fù)，使環(huán)形導(dǎo)軌的切向直線度和法向傾斜角均達(dá)到技術(shù)要求，見（附錄1)。刮后即檢，檢后再刮，刮好為止。

2工作臺環(huán)形導(dǎo)軌平面度達(dá)標(biāo)方法

2.1工作臺的擺放

將工作臺環(huán)形導(dǎo)軌面向上放置于圓形均布的12個調(diào)整墊鐵上，且調(diào)整墊鐵均位于環(huán)形導(dǎo)軌的正下方。為了便于調(diào)整，需按調(diào)整墊鐵的螺栓尺寸來制作一個長柄調(diào)整工具。

2.2“米”字水平的測量與調(diào)整

方法和要求與1.2和1.3項的內(nèi)容基本相同。

2.3切向水平度的測量與調(diào)整

方法和要求與1.4和1.5項內(nèi)容基本相同。

2.4法向水平度的測量與調(diào)整

方法和要求與1.6和1.7項內(nèi)容基本相似。

2.5平面度的修刮

如果工作臺環(huán)形導(dǎo)軌平面度精度未能達(dá)到技術(shù)要求，則必需用小平板進(jìn)行研刮的方法來修復(fù)。測量的基準(zhǔn)是絕對水平。測量與研刮應(yīng)交替進(jìn)行。刮后即檢，檢后再刮，刮好為止，務(wù)必滿足工作臺環(huán)形導(dǎo)軌的技術(shù)要求，見（附錄1)。

三 （附錄1）環(huán)形導(dǎo)軌精度要求：

1“米”字水平度誤差≤0.03/1000mm。

2切向直線度≤0.06mm/整圓。

3法向水平度誤差≤0.04mm/整圓。

4研點均勻且接觸面積≥75%。