第３期 ２０１５年３月 组合机床与自动化加工技术 Ｍｏｄｕｌａｒ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｏｏｌ＆Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ Ｎｏ．３ Ｍａｒ．２０１５ 文章编号：１００１—２２６５（２０１５）０３—０１４５—０２ ＤＯＩ：１０．１３４６２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｍｍｔａｍｔ．２０１５．０３．０３９ 数控车床总装关键工序的装配技术及精度分析 高明熙，徐小明，谭佳 １１６６２０） （大连机床集团工艺研究所，辽宁大连摘要：研究装配精度，采用有效的装配方法，对保证产品的质量有着十分重要的意义。文章主要介绍 了ＣＫＡ６１５０数控车床床头箱在整机总装关键工序中的装配工艺技术及精度检验方法，对床头箱与 床身的位置精度、冷态精度和热态精度的相互关系、主轴热位移偏差方向等方面进行了分析研究。 在数控车床的现场装配过程中，应用这种装配技术，对于保证机床整机精度的可靠性，提高机床生产 效率是一种有效的途径。 关键词：数控车床；装配技术；精度分析 中图分类号：ＴＨ１６２；ＴＧ６５ 文献标识码：Ａ Ｔｈｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｋｅｙ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｏｆ ＣＮＣ Ｌａｔｈｅｓ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ＧＡ０ Ｍｉｎｇ—ｘｉ，ＸＵ Ｘｉａｏ—ｍｉｎｇ．ＴＡＮ Ｊｉａ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｗｏｒｋ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｄａｌｉａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｏｏｌ Ｇｒｏｕｐ，Ｄａｌｉａｎ Ｌｉａｏｎｉｎｇ １ １６６２０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ａｓｓｅｍｂｌｙ ａｃｃｕｒａｃｙ ａｎｄ ａｄｏｐｔｉｏｎ ｏｆ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｍｅｔｈｏｄｓ ｈａｖｅ ｇｒｅａｔ ｓｉｇｎｉｉ— ｆｃａｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ａｓｓｕｒａｎｃｅ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔｓ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ａｎｄ ａｃｃｕｒａｃｙ ｔｅｓｔｓ ｏｆ ＣＫＡ６１５０ ＣＮＣ ｌａｔｈｅ’Ｓ ｈｅａｄｓｔｏｃｋ ｔｈｒｏｕｇｈｏｕｔ ｔｈｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｆｉｎａｌ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｐｏｓｉｔｉｏｎａｌ ａｃｃｕ— ｒａｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｈｅａｄｓｔｏｃｋ ｔｏ ｔｈｅ ｂｅｄ，ｉｎｔｅｒ—ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｈｏｔ ａｎｄ ｃｏｌｄ ａｃｃｕｒａｃｙ，ｓｔｕｄｙ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｓｐｉｎｄｌｅ ｏｆｆｓｅｔ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｆｒｏｍ ｈｅａｔ．Ｔｈｉｓ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｐｒｏｖｅｓ ｔｈａｔ ｉｔ ｉｓ ａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｎｄ ｃｏｒｒｅｃｔ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｅｎｔｉｒｅ ｍａｃｈｉｎｅ’Ｓ ａｃｃｕｒａｃｙ ａｎｄ ｅｎｈａｎｃｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｄｕｒｉｎｇ ＣＮＣ ｌａｔｈｅ ｆｉｎａｌ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｎ ｓｉｔｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＣＮＣ ｌａｔｈｅ；Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ；ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ０ 引言 随着科学技术和市场经济的不断发展，对机械产 品的质量提出了越来越高的要求。在机床生产过程 中，不正确的装配工艺，会导致整机精度的返修，机床 精度不稳定，用户使用一段时期后，就会出现加工零件 几何精度误差等诸多质量问题。即使及时进行售后维 修，也会产生不良的后果，一是用户满意度低；二是影 响了制造厂家的信誉。因此，有必要研究机床的装配 工艺方法，保证整机精度的稳定可靠，使机床达到规定 的加工性能和精度要求。床头箱总装是数控机床整机 装配过程中的关键工序，它不仅是机床总装的第一道 工序，也是确定床头箱与床身相互位置关系的重要工 序，同时也是后序各部件装配的基准。因此，数控车床 １床头箱总装过程 １．１床身精度 将床身用垫铁垫好，按照相应标准中的要求检验 床身导轨的精度。 （１）纵向ａ：导轨在垂直面内的直线度：０．００２～ ０．０１８。要求只许凸起，目的是补偿导轨的磨损和弹性 变形。另外，由于车床导轨前端磨损严重，所以运动曲 线的凸起以近床头部位最好。 （２）横向ｂ：导轨的平行度：０．０３２／１０００。 １．２总装精度 将床头箱用螺钉固定在床身上，主轴锥孑Ｌ中插入 检验棒，以床身导轨为基准，按照相应标准中的要求验 证主轴锥孔中心线对床身导轨的平行度，同时做好误 差值的实测记录。 （１）上母线ａ：一０．０２一一０．０１／３００（冷检确定值， 装配时床头箱总装精度是否准确，将会直接影响其它 部件的装配精度和整机的工作精度 。本文以 ＣＫＡ６１５０平床身数控车床为例，仅对床头箱部件在整 机安装过程中的装配技术及精度检验方法等进行分析 研究。 收稿日期：２０１４—１２一Ｏ４；修回日期：２０１５—０１—０９ 以热检为主，热检时只许向上偏）。 （２）侧母线ｂ：＋０．００５一＋０．０１２／３００（只许向前 偏，以热检为主）。 作者简介：高明熙（１９６３一），男，辽宁大连人，大连机床集团工程师，研究方向为数控机床产品制造工艺，（Ｅ—ｍａｉｌ）ｇａｏｍｉｎｇｋａｎｇｘｉ＠１６３．ｃｏｒｎ。 ２０１５年３月 罗孟然，等：基于Ｃ 分析的加工中心精度稳定性评估 ．１５３． ｅ＝Ｊ ｌ２５一 ｌ‘ｌ －０． Ｋ＝等－ｏ．１５７６８４ 由于ｅ≠０，即实际检测数据的分布中心与公差 中心不重合，故计算Ｃ 值： 对两组检测数据进行机器能力分析，得出其各自的 ｃ 值，结果表明其中一项加工的能力充分，另一项加 工的能力不足。该方法较能直观、准确的反应出机床 的工作能力，对实际加工过程具有很大的指导作用，并 能为机床精度稳定性评估提供参考。 ［参考文献］ ［Ｉ］Ｋｏｔｚ Ｓ，Ｌｏｖｅｌａｃｅ ＣＲ．Ｐｒｏｃｅｓｓ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｉｎｄｉｃｅｓ ｉｎ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ Ｍ］．Ｌｏｎｄｏｎ：ＡｍｏＭ，１９９８． ［２］Ｐａｒｌａｒ Ｍａｂｍｕｔ，Ｗｅｓｏｌｏｗｓｋｙ Ｇｅｏｒｇｅ ０．Ｓｐｅｃｉｉｆｃａｔｉｏｎ ｌｉｍｉｔｓ，ｃａ— ｐａｂｉｌｉｔｙ ｉｎｄｉｃｅｓ，ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｅｎｔｅｒｉｎｇ ｉｎ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ 故最终得到： ｃ （１＿Ｊｉ｝） ＿０．９６４２０＜１．３３ ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｑｕａｌｉｔｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １９９９，３１（３）：３１７—３２５． ［３］Ｂｈａｒａｔｗａｊ Ｒａｍａｋｒｉｓｈｎａｎ，Ｐｅｔｅｒ Ｓａｎｄｂｏｒｎ，Ｍｉｃｈａｅｌ Ｐｅｃｈｔ． Ｐｒｏｃｅｓｓ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｉｎｄｉｃｅｓ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ［Ｊ］．Ｍｉｃｒｏ— ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，２００１（４Ｉ）：２０６７—２０７０． 说明机器完成该项加工的能力不足。 ［４］Ｎｅｇｒｉｎ Ｙ Ｐａｒｍｅｔ，Ｅ Ｓｃｈｅｃｈｔｍａｎ．Ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ａ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｐｌａｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｃｐｋ［Ｊ］．Ｑｕａ１．Ｅｎｇ，２００９（２１）：３０６—３１８． ［５］ｃ ｗ ｗｕ，ｗ Ｌ Ｐｅａｒｎ，Ｓ Ｋｏｔｚ．Ａｎ ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｉｎｄｉｃｅｓ ｆｏｒ ｑｕａｌｉｔｙ ａｓｓｕｒａｎｃｅ ［Ｊ］．Ｉｎｔ．Ｊ．Ｐｒｏｄ．Ｅｃｏｎ，２００９，１１７（２）：３３８—３５９． ［６］Ａ Ｖ Ｆｅｉｇｅｎｂａｕｍ．Ｑｕａｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ［Ｍ］．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：ＭｃＧｒａｗ— Ｈｉｌｌ，１９５１． ［７］Ｊ Ｍ Ｊｕｒａｎ．Ｑｕａｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｈａｎｄｂｏｏｋ［Ｍ］．２ｎｄ ｅｄ．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：ＭｃＧｒａｗ—Ｈｉｌｌ，１９６２． ［８］Ｊ Ｍ Ｊｕｒａｎ，Ｆ Ｍ Ｇｒｙｎａ．Ｑｕａｌｉｔｙ Ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ［Ｍ］． ２ｎｄ ｅｄ．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：ＭｃＧｒａｗ—Ｈｉｌｌ，１９８０． 检测尺寸（ｍｉｌ１） 图９检测值直方图（正态） ［９］Ｌ Ｐ Ｓｕｌｌｉｖａｎ．Ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ：Ａ ｎｅｗ ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ ｑｕａｌｉ— ｔｙ［Ｊ］．Ｑｕａｌｉｔｙ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ，１９８４，１７（７）：１５—２１． ［１０］Ｌ Ｐ Ｓｕｌｌｉｖａｎ．Ｌｅｔｔｅｒｓ［Ｊ］．Ｑｕａｌｉｔｙ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ，１９８５，１８（４）： ７—８． ４ 结论 机床精度稳定性的定义有多种，在这些定义当中 由机床加工出的工件的精度的稳定性无疑是很关键的 项指标。对于自动加工生产线来说，机床的加工精 度稳定性能力直接影响着其能否正常运行。本文采用 机器能力系数来对加工中心的精度稳定性进行定量的 描述。首先探讨了计算机器能力ｃ 和ｃ 的方法，然 后对工件试切和检测实验进行了简要描述，最后通过 一［１１］Ｖ Ｅ Ｋａｎｅ．Ｐｒｏｃｅｓｓ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｉｎｄｉｃｅｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９８６（１８）：４１—５２． 『１２］ｗ Ｌ Ｐｅａｍ，Ｓ Ｋａｔｚ，Ｎ．Ｌ Ｊｏｈｎｓｏｎ．Ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎａｌ ａｎｄ ｉｎｆｅｒ— ｅｎｔｉａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎｄｉｃｅｓ】Ｊ ｊ．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９２（２４）：２１６—２３１． ［１３］陈国琛．组合机床及自动线验收中设备工作精度的评定 ［Ｊ］．组合机床与自动化加工技术，１９９７（３）：４５—４８． （编辑李秀敏） （上接第１４６页）十０．０３左右。因此，在以上验证主轴 精度项：主轴锥孑Ｌ中心线对床身导轨的平行度上母线精 度时，由于机床是处在冷态情况下，所以确定的精度值 应当为负值，即主轴中心线为向下偏。这是因为国家标 准中要求此项精度为热检精度，其偏差方向是只许向上 偏，为保证热检时的精度，就必须考虑主轴热位移的偏 差方向和热位移数值，准确地确定冷态情况下的精度 值，这样才能保证热检精度的正确，不需要返修。 效的装配方法，提高了生产效率和产品质量，保证了数 控车床整机精度的稳定性，对于数控车床整机装配具 有普遍的指导意义和应用价值。 ［参考文献］ ［１］李凯岭．机械制造技术基础［Ｍ］．济南：山东科学技术出 版社，２００５． ［２］全国数控培训网络天津分中心组编．数控机床［Ｍ］．北 京：机械工业出版社，２００６． ［３］付承云．数控机床安装调试及维修现场实用技术［Ｍ］．北 京：机械工业出版社，２０ｌ１． ［４］王廷康．数控机床机械装调工［Ｍ］．北京：中国劳动社会 保障出版社，２０１１． ［５］谢峰，方伟．零件装配中动态尺寸链的研究［Ｍ］．组合机 床与自动化加工技术，２００６（１１）：６９—７１． ［６］韩冬，钟诗胜，夏平均，等．面向虚拟装配的工艺卡片动态 生成技术的研究［Ｊ］．组合机床与自动化加工技术，２００７ 图６主轴锥孔中心线热位移偏差方向 （９）：７６—８０． （编辑李秀敏） ４结束语 经过多年的现场生产实践证明，采用这种成熟、有
