一种龙门铣C轴分度齿盘零位找正的装配方法与流程

本技术涉及机床装配调整，尤其涉及一种龙门铣c轴分度齿盘零位找正的装配方法。

背景技术：

1、如图1-图3，龙门铣1的z轴通常为滑枕3沿溜板2导轨面上下移动的直线轴；在滑枕3上装配附件铣头4，铣头绕z轴旋转的方向即为龙门铣1c轴方向。在常规结构中，滑枕3通常采用上下齿盘11啮合的方式控制c轴分度，齿盘的齿数及加工精度直接影响着c轴分度精度。具体而言，上齿盘5、滑枕3、c轴传动装置6、主轴套7、活塞体8固连，形成固定部分；而附件铣头4、拉爪9、旋转体组件10、下齿盘11、油缸体12、传动轴组件13固连，形成活动部分。c轴旋转分度的基本过程是通过液压控制，推动旋转体组件10，使下齿盘11与上齿盘5脱开；再启动c轴传动装置6，带动旋转体组件10旋转相应角度；最后通过液压控制，推动油缸体12，使下齿盘11与上齿盘5啮合，完成分度定位。

2、其中，c轴分度齿盘零位找正是保证后续附件铣头装配几何精度合格的关键，其直接关联到机床加工精度、机械安全和数控系统的逻辑判断。然而，现有技术中，该找正工序通常是在机床总装阶段，检查调整直角铣头装配精度时才进行。此时，上齿盘在之前的滑枕部装阶段早已安装固定并灌胶。如果在总装的齿盘零位定位时发现偏差，由于上齿盘已无法调整，操作人员只能通过强行硬性调整铣头与旋转体的相对位置（即“借位”）才能勉强完成找正。

3、由于上述“借位”操作的存在，导致各部套结合面产生极大的不合理内应力；进一步地，这种借位极易导致铣头与旋转体之间的其他接头发生错位，最终可能造成机械损伤、结合面漏油等严重故障；据实际装配统计，此类硬性调平导致的故障发生率超过90%，平均每台机床因此造成的装配返工工时损失超过48小时，整体装配质量差、生产效率低下。

技术实现思路

1、为了改善在总装阶段采用硬性借位找正导致的接头错位、机械损伤、结合面漏油以及由此引发的设备故障率高的问题，本技术提供一种龙门铣c轴分度齿盘零位找正的装配方法。

2、本技术提供的一种龙门铣c轴分度齿盘零位找正的装配方法采用如下的技术方案：

3、一种龙门铣c轴分度齿盘零位找正的装配方法，包括以下步骤：

4、s1.预装配：将上齿盘定位安装于滑枕的齿盘安装面，并保持上齿盘为未紧固状态；将搭载有下齿盘的旋转体组件与滑枕组合，使所述旋转体组件通过下齿盘与上齿盘啮合定位；

5、s2.平行度校准：以滑枕的滑枕基准面作为全局定位基准，获取旋转体组件的旋转体端面与所述滑枕基准面之间的相对垂直度，以推导旋转体组件的旋转轴线与滑枕基准面的平行度；并依据推导获取的所述平行度对所述齿盘安装面进行修刮干预，直至平行度满足第一预设精度；

6、s3.零位偏差检测：在平行度满足所述第一预设精度的机械约束下，继续以滑枕基准面作为全局定位基准，分别提取旋转体组件上的多个附件拉爪安装孔的轴线至滑枕基准面的距离尺寸差值；

7、s4.误差补偿与固化：依据提取到的所述距离尺寸差值，驱动上齿盘在齿盘安装面上发生相对位移，直至各所述附件拉爪安装孔对应的距离尺寸差值均满足第二预设精度，继而对上齿盘执行刚性紧固，完成找正闭环。

8、更进一步，所述步骤s2中，获取所述相对垂直度的步骤涉及一种平行度检测系统，所述平行度检测系统包括：

9、直角尺，贴靠定位且受压于所述旋转体端面上，用于将所述旋转体组件的端面姿态转化为垂直度检测基准；

10、弯板，沿垂直于所述滑枕基准面的方向紧贴于滑枕基准面上，用于提供平行检测导向路径；以及

11、百分表组件，吸附设置于所述弯板上时，其测头抵接于所述直角尺上未与旋转体端面贴靠的另一面，用于在弯板沿滑枕进给方向平移滑动时连续输出位移变化量，以反映相对垂直度。

12、更进一步，所述步骤s2中，获取所述相对垂直度的数据采集与解算闭环具体包括：

13、s21.沿所述滑枕进给方向上的四个角所在的共八个方向，依次平移所述弯板并进行打表探测，锁定记录第一组空间检测数据；

14、s22.驱动所述旋转体组件绕其旋转轴线旋转预设角度后，再次沿所述八个方向平移打表探测，锁定记录第二组空间检测数据；

15、s23.提取所述直角尺在同一空间位置处的所述第一组空间检测数据和所述第二组空间检测数据，并通过计算两者平均值抵消所述旋转体端面自身的形位加工误差，得出最终的相对垂直度。

16、更进一步，所述步骤s2中，对所述齿盘安装面进行修刮干预的具体操作过程包括：

17、解除所述旋转体组件和上齿盘与滑枕的临时装配啮合；

18、在裸露的滑枕的齿盘安装面上均匀涂覆红丹；

19、将专用研具紧密贴合于齿盘安装面并执行旋转研磨动作后取出，以获取所述红丹分布的高凸点接触印痕；

20、参考所述接触印痕的分布特征以及推导获取的所述平行度偏差量，对齿盘安装面的高点区域实施手工金属刮研去量处理。

21、更进一步，多次循环执行所述修刮干预并复装验证，直至所述齿盘安装面满足由以下参数共同界定的所述第一预设精度要求：

22、所述齿盘安装面与所述专用研具的结合面接触面积不小于总面积的75%；

23、所述结合面的周向接缝在使用厚度为0.04mm的塞尺进行塞入测试时，表现为物理干涉不入；且

24、完成修刮干预并重新组合定位所述旋转体组件后，二次推导旋转体组件的旋转轴线与所述滑枕基准面之间的所述平行度，其绝对数值不大于0.01mm/1m。

25、更进一步，所述步骤s3中，提取所述距离尺寸差值涉及一种零位偏差检测系统，所述零位偏差检测系统包括：

26、专用检棒，同轴过盈插入于当前待测的所述附件拉爪安装孔内，用于将隐性的内部孔轴线空间位置转化为外显的实体母线；

27、平板，选择性地紧贴于所述滑枕基准面包含的正基准面或侧基准面，用于作为检测距离尺寸差值的延长基准；以及

28、百分表组件，吸附设置于所述平板上，且其测头抵接于所述专用检棒的正母线或侧母线，用于输出专用检棒相对于所述正基准面或所述侧基准面的绝对距离变化量。

29、更进一步，针对单个所述附件拉爪安装孔提取误差信号的步骤包括：

30、s31.约束所述平板与所述正基准面紧密贴合，控制所述百分表组件的测头抵接于所述专用检棒的所述正母线上，提取并锁定第一行程读数；

31、s32.维持平板及吸附于其上的百分表组件的相对姿态刚性不变，将平板整体转移并约束贴合于所述侧基准面上；

32、s33.控制百分表组件的探测方向自适应贴合专用检棒的所述侧母线并产生压阻抵接，提取并锁定第二行程读数，由此完成单一孔位在正侧两个维度上的距离数据采集。

33、更进一步，提取所述距离尺寸差值的执行步骤为：

34、依次将所述专用检棒轮换插入四个所述附件拉爪安装孔中；

35、循环执行所述步骤s31～所述步骤s33，直至完整获取全部四个所述附件拉爪安装孔对应的共八组行程读数；

36、将八组行程读数输入预设的比对算法中，以所述滑枕基准面为坐标原点，解算出四个附件拉爪安装孔轴线在二维检测平面上的偏心相对值，并将其作为所述距离尺寸差值输出至反馈环节。

37、更进一步，所述步骤s4中，驱动上齿盘发生相对位移的误差补偿步骤包括：

38、依据解算出的所述距离尺寸差值提供的方向与偏差量指导，通过外加机械推力迫使处于未紧固状态的上齿盘在平面内发生平滑滑动，或绕自身轴线发生旋转微调动作；

39、相对位移动作完成后，控制下齿盘重新与位置变更后的上齿盘刚性咬合，以机械定心方式验证微调后位置；

40、交替迭代执行上齿盘的位移微调动作与所述步骤s3中的检测步骤，直至满足找正闭环。

41、更进一步，完成所述找正闭环的最终执行节点要求为：

42、当迭代复测得出所有所述距离尺寸差值的相对值均收敛至小于0.01mm时，判定当前系统满足所述第二预设精度；

43、执行紧固节点动作，以圆周对称交叉施力顺序，通过机械螺钉将上齿盘产生的综合位置公差状态永久固化锁定于齿盘安装面上，完成应用于滑枕部装阶段的零位前置找正工序。

44、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

45、1.通过将齿盘零位定位从机床总装阶段前移至滑枕部装阶段，并保持上齿盘的初始游离态，使得找正动作从被动硬调铣头转换为主动微调上齿盘，从而实现了无内应力的同轴定心，有效解决了现有技术中强行借位导致的接头错位、机械损伤和结合面漏油等故障率超90%的问题；

46、2.通过引入先修刮齿盘安装面实现平行度校核，再测量检棒提取偏心误差以微调位置的双阶控制逻辑，使得空间三维装配公差得到了正交解耦，从而实现了平行误差与同轴误差的互不干涉消除，显著提升了机床装配调整的几何精度与运行稳定性；

47、3.通过在打表检测垂直度时采取将被测旋转体旋转90°后再次测量并取平均值的方法，使得旋转体自身的端面形位加工误差在计算中被代数抵消，从而实现了更加纯粹、真实的装配倾角提取，改善了单一测量工况下读数极易失真的问题；

48、4.通过在最终紧固节点采用圆周对称交叉施力的固定工序，使得螺纹预紧应力在齿盘周边呈现均匀分布，从而实现了极低误差（小于0.01mm）公差状态的永久无损固化，有效解决了单向硬拧导致的刮研平面翘曲变形失效问题。