机床精度测量_床身导轨纵向直线度的调整

　　大型数控机床，如数控龙门铣床、落地式镗铣床，重型数控转子车床等，其床身较长，多由数段组成。其床身导轨在垂直平面内直线度的调整，一般都按机床精度检验标准规定调成中凸曲线。把导轨人为地调成中凸形状，其实质是一种预载。用预载产生的预应力，抵抗工作台、工件的重力及切削加工产生的垂直切削分力，使工作台或刀架拖板在切削过程中处于水平状态，进而保证工件加工面的平直度。　　​

　　大型数控机床安装在恒温环境中，如上述调成中凸形状，使用中是没有问题的。但安装在常温环境中，如环境温度为0～5℃或5～10℃时，其导轨该如何调整?由于环境温度变化，床身上、下有温度差存在，形成自上而下的温度梯度。夏季导轨上表面温度高，下表面温度低。温度差t1-t2使上表面伸长大于下表面，呈上拱形状。而到冬季，刚好相反。由于t2-t1的温度差存在，下表面的收缩大于上表面，导轨呈下挠形状。机床维修实践也证实了这一点：温度较高时(夏天)导轨上拱;温度较低时(冬天)，导轨凹心。

　　1996年7月安装龙门铣床时，基准导轨在垂直面内的直线度调成中凸0.076mm。其当时导轨上表面温度为28℃，下表面为26.5℃。

　　1997年11下旬复测基准导轨在垂直面内的直线度误差，导轨下挠0.31mm。此时导轨上表面温度为10℃，下面为5℃。

　　为克服由于导轨上下温差所导致的导轨直线度误差，可使用数段成一体的床身，不使用其连接处用螺栓产生塑性变形，使其成为弹性的连接。环境温度变化时能伸缩自如，目的是使床身连接处成为铰交点，使每段床身成为转角不连续的简支梁。这样才能使导轨调成中凸更方便，而每段床身变形也更自如。如某龙门铣床床身全长35m，每段长7m，共5段，高度为700mm。上下表面温差Δt=5℃。床身是在自由状态下调平的，温差引起的变形为

　　d=aL2·Dt/(8H)=8.7×10-6×70002×5/(8×700)=0.3806

　　式中d——温差引起的变形，mm a——铸铁线膨胀系数，取a=8.7×10-6 L——每段床身长度，mm H——床身高度，mm Dt——上、下表面温差，℃

　　其理论计算值和复测值基本相符。当最大温差值Δt=1.5℃，导轨呈中凸

　　机床导轨下挠值太大，将影响机床的运行精度，如产生低速重载下的爬行。

　　为此，将导轨调成微凸。h=0.03mm这个微凸值，在环境温度较低时(冬季)机床运行精度得到保证。而当环境温度较高时(夏季)呈中凸最大值。

　　dmax=0.03+(dL·Dt)/(8H)=0.144mm，其对加工精度亦不构成影响，因为在重力、切削力作用下，中凸值会明显减小，从而保证了一年四季机床的运行精度