刘海飞
中车株洲电力机车有限公司，湖南 株洲 412001]
【摘要】随着数控机床的广泛应用与普及,数控机床的安装与精度检调越来越受到重视，数控机床的安装与精度检调的优劣直接影响机床的性能。包括部件自身精度和部件之间的相互位置精度。本文以北一机床的XKA2430×80数控龙门镗铣床为例，对机床各主要部件的安装过程及精度检调加以探讨。
【关键词】数控 龙门镗铣床 几何精度 安装 检测 调试
1 设备简介
XKA2430×80定梁数控龙门镗铣床主要用于加工大中等尺寸、重量之黑色金属的各种平面、曲面和孔。该机床采用西门子CNC-840DE系统。床身固定，工作台移动〔X轴〕，铣头溜板沿横梁导轨左右移动〔Y轴〕，铣头滑枕沿溜板导轨垂直移动〔Z轴〕。该设备的机械部分主要由床身、工作台、横梁、溜板、滑枕、立柱等组成。
2 设备安装过程
数控机床的安装一般包括基础施工、吊装就位、连接组装、精度检测以及调试等工作。安装时应严格按产品要求进行，以保证机床运行的稳定性和可靠性。因数控龙门镗铣床属于大中型机床，安装时需要重新组装和调整，致使安装工作比较复杂，现将该机床机械部分的安装过程分别予以介绍。
2.1 床身的安装
床身的安装必须在地基干燥后进行。在床身的下方六处均匀放置几块调整斜铁，把床身吊装到斜铁上，借助斜铁将三段床身调平校正，对床身水平进行初调。均匀拧紧床身的连接螺栓，并打入定位销，对床身横向、纵向方向定位。确认无误后，向地脚螺栓坑内二次浇灌水泥，并切实捣固。待水泥干燥后，方可对床身水平精调。
先用清洗剂把导轨上表面擦拭干净，已确保测量的准确性。然后把水平仪和平尺放在床身导轨的两端和中央位置，从床身的一端开始测量，每隔500mm记录一次读数，水平仪沿床身导轨纵向和横向的读数都不得超过0.02mm/1000mm，若测量过程中读数超出许可范围，可通过调节地脚螺栓使读数在水平仪量程内。按此方法进行调节，最终绘制出床身导轨误差曲线图，由此可以看出床身导轨在全长范围内的起伏状况。因工件装夹在机床工作台上，且工件一般在床身的中间段进行加工，所以床身中间段的承载量大。为保证加工精度满足工艺要求，调试时床身全长水平精度范围应呈现中间位置高两端低的趋势，并且要满足曲线上的点到两端的连线所成直线的距离在0.045mm内。若超出许可范围，需进行反复调节。
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2.2立柱的安装
在安装立柱之前，在立柱的下方四处均匀放置几块调整斜铁，把立柱吊装到斜铁上，借助斜铁将立柱调平校正，以保证立柱本身的水平精度及两立柱之间的相对位置和立柱相对于床身的位置精度要求。
（1）两侧立柱侧面对床身的垂直度
两侧立柱对床身的垂直度决定了机床在XY平面内的相对位置精度。调节时需要用到方尺、平尺、3个百分表及塞尺，利用方尺确定平尺与床身导轨表面垂直，利用平尺与百分表进行精度检测，根据结果进行相应的调节。
（2）两立柱之间的等高调整
若两侧立柱不等高，则导致横梁向一侧倾斜，而影响机床的加工精度要求，将平尺放在床身导轨上，以定位销为基准，百分表固定在平尺表面上进行打表，然后再测量另外一侧，根据百分表指针的摆动方向和读数，即可进行两立柱的等高调整。待调整合格后，最后对另一立柱的地脚螺栓坑浇灌水泥并切实捣固。
2.3 横梁的安装
两立柱安装合格后，吊运横梁至两立柱之上，先用连接螺栓使其与左立柱连接，调整横梁的安装精度，并用定位键定位，然后均匀拧紧横梁与立柱之间的螺栓。龙门框架装好后，应先检查床身水平精度有无变动，如有变动，必须重新对床身找正；再检查立柱对床身精度有无变动，如有变动，必须重新找正。
2.4滑枕镗铣头、溜板的安装
先将横梁上的导轨面擦洗干净，并将溜板压板、镶条卸下，涂上润滑油后，再将滑枕镗铣头及溜板吊装至横梁上，调整位置正确后，再将压板、镶条装上。
3 几何精度检调
机床的几何精度综合地反映了该设备的关键机械零部件和组装后几何形状误差。其检测的项目主要有：X、Y、Z轴的相互垂直度，主轴的轴向和径向跳动。因检验项目较多，检验方法类似，以下只举例说明。
3.1 镗铣头横向移动对工作台移动的垂直度
在工作台面上放一角尺，在镗铣头上固定千分表，使其测头顶在角尺检验面上，在X方向上调整角尺，使角尺检验面和工作台移动方向平行。变动千分表的位置，使其测头顶在角尺的另一检验面上，沿Y方向移动镗铣头，记录千分表的读数。将角尺转到180°再检验一次，计算平均值。其最终检验值必须在0.02mm/1000mm允许范围内。
3.2 铣头移动对工作台面的垂直度
将角尺放在工作台面上并移动工作台和铣头找正，在铣头上固定千分表，沿Z方向移动镗铣头，记录千分表的读数，分别在纵向和横向检验。其最终检验值必须在0.02mm/1000mm
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3.3 主轴锥孔轴线径向跳动
在主轴锥孔中插入检验芯轴，千分表安装机床的工作台上,千分表的测头触及检验芯轴的表面，使其测头分别顶在检验芯轴的检验点A上。旋转主轴，记录千分表的差值。在检验点B上重复测量（距主轴前端300mm）。保证径向跳动量在0.01mm～0.02mm允许范围内。
3.4 主轴的端面跳动
在工作台面上固定千分表，使其测头顶在主轴端面靠近边缘处。旋转主轴，记录千分表的差值。在相对180°的位置重复检验。保证端面跳动量在0.008mm范围内。
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4 总结
数控机床的安装与精度检调的优劣直接影响机床的工作性能。机床部件自身精度和部件之间的相互位置精度是保证机床加工精度的根本要求。因机床的精度受周围环境、基础施工质量、安装质量以及机床本身刚性和热变形等因素的影响，所以调整时间较长，精度调整需要反复进行。这样才能保证机床运行的稳定性与可靠性要求。
参考资料:【1】数控机床故障诊断与维修技术 刘永久主编
【2】北京北一数控机床使用说明书
【3】大型数控镗铣床 孙永年 程胜主编
作者简介：刘海飞（1989-08）男，汉族，本科，湖南省益阳市，高级技师，单位：中车株洲电力机车有限公司，研究方向：机电一体化。