1.机床水平的调整
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●框式水平仪的结构及工作原理
水平仪是利用液体流动和液面水平的原理,以水准泡直接显示相对于水平和铅垂位置微小倾斜角度的一种正方形通用角度测量器具。框式水平仪的两个V形测量面是测量精度的基准,在测量中不能与粗糙面接触。安放时必须小心轻放,避免因测量面划伤而损坏水平仪和造成不应有的测量误差。
框式水平仪由框架和水准器组成,水准器是一个带有刻度的弧形密封玻璃管,装有酒精或乙醚,并留有一定长度的气泡,当水平仪移动时,气泡移动一定距离。对于精度为0.02mm/1000mm的水平仪,当气泡移动一格时,水平仪的角度变化为“4”,即在1000mm长度两端的高度差为0.02mm。可根据气泡移动格数、被测平面长度和水平仪精度按比例关系计算被测平面两端的高度差。在不使用垫板或水平桥时,被测平面长度即为水平仪长度。
水平仪示数原理图
●用水平仪粗调机床水平的方法
用三点调整法粗调机床水平,即用水平仪分别在机床导轨的两端和中间位置,初步测量和调整导轨横向和纵向的水平状态,要求全长在5格之内,即0.1mm。现以先调整横向水平,再调整纵向水平为例来介绍。
(1)将水平仪放在导轨平面上距离主轴最近的位置,水平仪的方向与导轨长度方向成90°。调整水平仪的气泡位置,尽量使其在中间位置,如图所示,待其平稳后,记录下气泡一端的位置,此位置为水平仪的零点。
水平仪气泡位置图
(2)将水平仪放在导轨的中间位置,待气泡静止后,记录气泡位置。气泡向哪边移动,说明哪边导轨平面高,远离哪边就说明哪边低。在高的那边降低防振垫铁(向外调节楔铁),同时在低的那边升高防振垫铁(向内调节楔铁),使气泡回到(或接近)零点的位置。
(3)将水平仪放在导轨尾部位置,重复步骤(2)的操作,使气泡在(或接近)零点位置。往复步骤1~3,通过调节垫铁,控制气泡在3个位置的移动范围在5格之内。
(4)纵向水平的调整和横向水平的调整原理是一样的,但水平仪的方向要和导轨长度方向一致,然后在确定哪端高或哪端低时,在兼顾横向水平精度的同时,要同时拧紧横向方向上的螺母或调节垫铁,直到气泡在导轨两端和中间3个位置的移动范围都在5格之内为止。此时粗调水平结束。
●精调水平
分段调整法,即将导轨分成相等的若干整段来进行测量,并使头尾平稳地衔接,逐段检查并读数,然后确定水平仪气泡的运动方向和水平仪实际刻度及格数。调整中要避免出现水平扭曲现象。纵向方向上,由水平仪A来确定;横向方向上,由水平仪B来确定,如图所示。
(1)横向水平的调整
横向水平调整图
①调整水平仪的零点,并记录气泡的位置。
②每走一平,观察并记录气泡的位置,气泡向哪边移动就说明哪边高。高的那边就要通过地脚螺母向下压,与此同时,与之相对应,低的那边要通过楔铁往上起。
③根据规定调整好的水平应为每平气泡的移动在2格之内。
(2)纵向水平的调整
①测量导轨时,水平仪的气泡一般按照一个方向运动,机床导轨的凸凹由水平仪的移动方向和该气泡的运动方向来确定。
水平仪的移动方向与气泡的运动方向相同,机床导轨呈凸状态,用符号“+”表示。
水平仪的移动方向与气泡的运动方向相反,机床导轨呈凹状态,用符号“-”表示。
②调整机床水平时,是通过调节地脚螺母(向下压)和楔铁(向上起)来控制水平仪中气泡的位置的。
③根据规定调整好的水平应为每平气泡的移动在2格之内,所有地脚需受力均匀。
调整水平时需两块水平仪同时观察,来确定机床水平的状态。可按上述方法以一个方向为主,另外一个方向为辅,来判断两端是向下压还是向上起,以更加快速地调整好机床水平。
(3)精度检验
将两块水平仪分别放在如图所示的位置,把床鞍移动至距离主轴箱最近的位置,然后调整并记录水平仪的零点位置。根据机床行程,从左至右移动一平,待气泡静止后,记录气泡相对于零点移动的格数,在数值前加“+”“-”。每移动一平,记录下一个数值,直至走完全长导轨为止,每平气泡的移动应在2格之内,即为0.04mm/1000mm。
●立式加工中心水平的调整
(1)将水平仪放在工作台上,工作台移动至X/Y轴中间,检验X/Y轴水平。通过调整地脚螺母,使水平合格,如图所示。
水平仪摆放位置图
如果立式加工中心行程较小,可将水平仪放在工作台中间位置,无须移动机床与水平仪,可一次完成水平调整;如果立式加工中心尺寸较大或精度要求较高,可以通过移动X/Y轴或移动水平仪来调整机床水平(以水平仪测量范围为界限来划分)。
(2)粗调时,优先调整四角处的地脚垫铁,先将所有地脚螺母松开,用扳手调整空心螺栓。粗调时,要求除四角外,其他各处地脚不受力。直到将水平仪读数调整至偏离大线5格以内。
(3)精调水平时,先调整四角处的地脚垫铁,将水平仪读数调整至大线外2格左右时,再调整其他各处垫铁,直至调整合格。