基于VNUM仿真軟件的數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌安裝簡析

摘 要：數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)主要由電機(jī)、絲杠、導(dǎo)軌以及潤滑機(jī)構(gòu)等部件組成，它們承擔(dān)了數(shù)控機(jī)床各直線坐標(biāo)軸、回轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸的定位和切削進(jìn)給工作，而導(dǎo)軌作為數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的主要機(jī)構(gòu)之一，它的安裝精度將對數(shù)控機(jī)床的加工精度等產(chǎn)生直接影響。文章將結(jié)合VNUM仿真軟件，簡要介紹一下數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的安裝方法。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)軌；安裝；VNUM仿真軟件

導(dǎo)軌是數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的一個重要環(huán)節(jié)，是機(jī)床基本結(jié)構(gòu)要素之一。導(dǎo)軌主要用來支撐和引導(dǎo)運(yùn)動部件沿直線或圓周方向準(zhǔn)確運(yùn)動，這就使導(dǎo)軌在很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床的加工精度和穩(wěn)定性。因此，導(dǎo)軌在最初安裝時，就一定要注意它的安裝誤差，過大的誤差不僅會影響加工精度，還會降低導(dǎo)軌使用壽命。文章主要以VNUM數(shù)控裝調(diào)仿真軟件為載體，對數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的安裝作簡要介紹。

1 VNUM軟件介紹

“VNUM數(shù)控裝調(diào)仿真軟件”是一款為培養(yǎng)數(shù)控設(shè)備維修優(yōu)秀人才而開發(fā)的仿真軟件，該軟件用先進(jìn)的仿真技術(shù)，清晰地展示出了數(shù)控機(jī)床的各部分結(jié)構(gòu)以及裝調(diào)所需工具。該軟件最大限度的模擬了企業(yè)操作的真實(shí)環(huán)境及工作流程，采用FANUC、SIEMENS等常用數(shù)控系統(tǒng)的典型數(shù)控設(shè)備，以不同的工作任務(wù)為載體，將整個數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修過程，逐一分解為相應(yīng)的各單項(xiàng)技能訓(xùn)練，使用者可從單一技能學(xué)起，逐步深入，最終完成一個從單一到整體的完整裝調(diào)與維修過程。軟件內(nèi)容直觀，使用者可反復(fù)練習(xí)以強(qiáng)化記憶，為以后的相關(guān)職業(yè)崗位奠定良好技能基礎(chǔ)。軟件主要包括“機(jī)械裝調(diào)實(shí)訓(xùn)”、“電器裝調(diào)實(shí)訓(xùn)”、“機(jī)電聯(lián)調(diào)實(shí)訓(xùn)”與“故障診斷與排查”等四大工作模塊，每一工作模塊又設(shè)有若干子任務(wù)，文章主要就以“機(jī)械裝調(diào)實(shí)訓(xùn)”模塊中“導(dǎo)軌的安裝”子任務(wù)為載體，介紹數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的安裝方法。

2 導(dǎo)軌副通用分類

導(dǎo)軌的分類方式有多種，通常按導(dǎo)軌副接觸面的摩擦性質(zhì)，可將其分為滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌等幾大類。

2.1 滑動導(dǎo)軌

滑動導(dǎo)軌副兩配合導(dǎo)軌工作面之間的摩擦性質(zhì)主要是滑動摩擦。早期的滑動導(dǎo)軌材料多為金屬，其摩擦系數(shù)大，易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，多見于一些簡單的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床使用。現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的滑動導(dǎo)軌多為塑料滑動導(dǎo)軌，即在導(dǎo)軌金屬面上粘貼塑料軟帶或刮涂塑料圖層，以使其形成金屬——塑料相接觸的表面。

2.2滾動導(dǎo)軌

滾動導(dǎo)軌一般由導(dǎo)軌和導(dǎo)軌滑塊兩部分組成，接觸面之間主要為滾動摩擦，摩擦系數(shù)小，精度保持性好，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造困難，生產(chǎn)成本較高。導(dǎo)軌面之間的滾動體主要有滾珠、滾針或滾子等結(jié)構(gòu)。

2.3 靜壓導(dǎo)軌

靜壓導(dǎo)軌的滑動面之間開有油腔，將有一定壓力的油通過節(jié)流器輸入油腔，形成壓力油膜，浮起運(yùn)動部件。這樣使導(dǎo)軌工作時處于純液體摩擦，摩擦系數(shù)小，無磨損，不產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。但需要附加一套供油系統(tǒng)，且對潤滑油清潔度也有很高要求。

3 滾動直線導(dǎo)軌對安裝基面的要求

不同導(dǎo)軌的安裝方式也不相同，文章主要介紹滾動直線導(dǎo)軌的安裝方法。

由于安裝誤差對摩擦力和導(dǎo)軌的壽命都有一定的影響，所以導(dǎo)軌安裝前必須對導(dǎo)軌安裝及面的精度進(jìn)行檢測。

導(dǎo)軌安裝基面有和導(dǎo)軌底面相結(jié)合的A面及和導(dǎo)軌側(cè)面相結(jié)合的B面。在安裝之前，A、B兩面的直線度誤差和平行度誤差都需要檢測，而導(dǎo)軌安裝基面的精度測量方法一般都由機(jī)床廠家根據(jù)自己的條件進(jìn)行，并將所測數(shù)據(jù)作為導(dǎo)軌安裝檢測的參考數(shù)據(jù)。

4 滾動直線導(dǎo)軌的安裝

滾動直線導(dǎo)軌通常成對使用，可以按水平、豎直或傾斜等方向安裝，有時也可以多根導(dǎo)軌接長安裝或平行安裝。

為保證兩根導(dǎo)軌的平行，通常把一根導(dǎo)軌作為基準(zhǔn)導(dǎo)軌，先安裝在機(jī)床基準(zhǔn)面上，并確定好精度，之后再安裝另一根非基準(zhǔn)導(dǎo)軌。非基準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝時，各項(xiàng)精度均以基準(zhǔn)導(dǎo)軌為基礎(chǔ)進(jìn)行檢測。下面作者就主要結(jié)合VNUM數(shù)控機(jī)床仿真軟件，對兩根滾動直線導(dǎo)軌的安裝方法作簡要分析。

步驟1：首先安裝基準(zhǔn)導(dǎo)軌。在安裝滾動直線導(dǎo)軌之前，必須先用油石去掉安裝基面上的毛刺等雜物，并用抹布將基面擦拭干凈。

步驟2：將導(dǎo)軌輕放于安裝基面上，使導(dǎo)軌的底面和側(cè)面分別與安裝基面的A、B兩面貼緊，檢查基面上的螺紋孔與導(dǎo)軌上的安裝孔是否一致，如有不一致處切勿強(qiáng)行安裝，不然會影響安裝之后的精度甚至降低導(dǎo)軌使用壽命。

步驟3：依照“從中間向兩邊”的原則預(yù)緊導(dǎo)軌緊固螺栓。

步驟4：安裝導(dǎo)軌夾緊塊，并預(yù)緊導(dǎo)軌夾緊塊螺栓。

步驟5：調(diào)節(jié)基準(zhǔn)導(dǎo)軌的安裝平面度。具體操作方法如下：（1）將自準(zhǔn)直儀安裝在導(dǎo)軌的一端，將反射鏡固定在導(dǎo)軌滑塊上，并將滑塊推動到靠近自準(zhǔn)直儀側(cè)第一個緊固螺栓上方，調(diào)節(jié)自準(zhǔn)直儀旋鈕及刻度盤，使其示數(shù)歸零。以此點(diǎn)為第一檢測點(diǎn)，向后推動滑塊，依次在每個緊固螺栓上方測量一次并記錄數(shù)值。（2）按照所測數(shù)據(jù)，分析當(dāng)前所測點(diǎn)位導(dǎo)軌的平面度情況，將突起位置的緊固螺栓加緊，并旋松低凹位置的緊固螺栓。之后再按上一步的方法檢測，直到誤差值在所允許范圍之內(nèi)。

步驟6：調(diào)節(jié)基準(zhǔn)導(dǎo)軌的安裝平行度。具體操作方法如下：（1）將自準(zhǔn)直儀安裝在導(dǎo)軌的一端，將反射鏡固定在導(dǎo)軌滑塊上，并將滑塊推動到靠近自準(zhǔn)直儀側(cè)第一個導(dǎo)軌夾緊塊上方，將自準(zhǔn)直儀目鏡旋轉(zhuǎn)90度，調(diào)節(jié)自準(zhǔn)直儀旋鈕及刻度盤，使其示數(shù)歸零。以此點(diǎn)為第一檢測點(diǎn)，向后推動滑塊，依次在每個導(dǎo)軌夾緊塊上方測量一次并記錄數(shù)值。（2）按照所測數(shù)據(jù)，分析當(dāng)前所測點(diǎn)位導(dǎo)軌的平行度情況，進(jìn)而調(diào)節(jié)導(dǎo)軌夾緊塊緊固螺栓的松緊。之后再按上一步的方法檢測，直到誤差值在所允許范圍之內(nèi)。

步驟7：當(dāng)“步驟5”與“步驟6”兩項(xiàng)都調(diào)整合格后，用力矩扳手依照“從中間向兩邊”的原則將所有緊固螺栓旋緊。

步驟8：安裝第二根導(dǎo)軌。重復(fù)之前“步驟1”到“步驟4”，將第二根導(dǎo)軌及導(dǎo)軌夾緊塊都安裝在基面上，并將螺栓預(yù)緊。

步驟9：調(diào)節(jié)第二根導(dǎo)軌的安裝水平度。（1）將百分表磁力表座吸附在第一根導(dǎo)軌的滑塊上，將百分表指針垂直指在第二根導(dǎo)軌的滑塊的上表面，然后將百分百座和指針?biāo)诘膬蓚€滑塊同步移動到導(dǎo)軌一端的緊固螺栓上方，壓表、調(diào)節(jié)表盤，使示數(shù)歸零。之后同步移動兩個滑塊，在每個緊固螺栓上方測量一次，并記錄數(shù)值。（2）根據(jù)所測量數(shù)值判斷該處導(dǎo)軌的局部凸凹情況，進(jìn)而調(diào)節(jié)導(dǎo)軌緊固螺栓的松緊。之后再按上一步的方法檢測，直到誤差值在所允許范圍之內(nèi)。

步驟10：調(diào)節(jié)第二根導(dǎo)軌的安裝平行度。（1）將百分表磁力表座吸附在第一根導(dǎo)軌的滑塊上，將百分表指針垂直指在第二根導(dǎo)軌的滑塊的側(cè)表面，然后將百分百座和指針?biāo)诘膬蓚€滑塊同步移動到導(dǎo)軌一端的導(dǎo)軌夾緊塊緊固螺栓上方，壓表、調(diào)節(jié)表盤，使示數(shù)歸零。之后同步移動兩個滑塊，在每個導(dǎo)軌夾緊塊緊固螺栓上方測量一次，并記錄數(shù)值。（2）根據(jù)所測量數(shù)值判斷該處導(dǎo)軌的局部誤差情況，進(jìn)而調(diào)節(jié)導(dǎo)軌夾緊塊緊固螺栓的松緊。之后再按上一步的方法檢測，直到誤差值在所允許范圍之內(nèi)。

步驟11：當(dāng)“步驟9”與“步驟10”兩項(xiàng)都調(diào)整合格后，用力矩扳手依照“從中間向兩邊”的原則將所有緊固螺栓旋緊。

滾動直線導(dǎo)軌的安裝思路大體都相同，但是對于安裝精度的檢測卻有多種方式，作者在這里只是根據(jù)仿真軟件介紹了其中的一種，此種方式也同樣適用于絕大多數(shù)滾動直線導(dǎo)軌的安裝。

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作者簡介：李國斌（1987-），男，長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院工程技術(shù)分院教師，助教。研究方向：數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)課程教學(xué)及研究。