STM工作台配刮工艺

《STM工艺》介绍

                                                               ——        一种保证大型环形导轨副吻合性的新方法

一 简介

“STM工艺”是武汉赛特曼机电技术发展有限公司，为保证大型环形导轨副的吻合性而探索出来的一种新方法。

具有环形导轨副的典型机床有立式车床和回转工作台。因环形导轨副的吻合性如何将决定工作台的工作精度和承载能力，所以一直以来，各机床的制造和修理厂家均采用工作台与底座进行配刮的方式加以保证。然而随着重型机床的制造和修理业的不断发展使我们清楚地看到，传统的配刮工艺并不适用于大型机床。工作台吊上吊下及多次翻面的安全问题，还有需要长时间占用行车的问题，都是传统配刮工艺的致命弱点。那么有没有更好的办法来保证大型环形导轨副的吻合性呢？为此，武汉赛特曼机电技术发展有限公司的工程技术人员经过多年的不懈努力，终于探索出了一套全新的“STM工艺”方法。2008年10月，我们首次将这一工艺运用在上海福伊特公司的德国14米立车的大修改造项目中，成功地解决了工作台环形导轨副因吻合性不好而引起的工作台浮升量不够和重载分度时的爬行问题。经多次实际应用的检验证明，“STM工艺”不仅简单易行，吻合性效果好，而且极大地提高了施工的安全性和施工效率。

研究表明，环形导轨副的吻合性质量是由它们的切向直线度和法向凸凹的对应性决定的。如果环形导轨副切向的直线度和法向凸凹的对应性越好，那么它们的吻合性就越高。环形导轨的切向的直线度可以把它假想成从其某处截断的状况去认识和考虑，这与床身直导轨的直线度要求没有本质区别。环形导轨法向的吻合形态共有五种可能，见（图一）。

以上a、b、c三种吻合形态从理论上讲都是可取的，但为了便于在施工中进行掌控，因此，“STM工艺”仅以第一种吻合形态（a）作为要求。至此我们可以看出，满足环形导轨切向的直线度与法向的吻合形态条件，实际上就是满足环形导轨平面度的要求，“STM工艺”正是以此为要求的。

   为什么要以平面度作为要求呢？这是因为：

1）参照物随处存在。

2）方便修刮过程中的测量与控制。

那么平面度的参照物（或标准）是什么呢？难道是同样巨大的标准研具吗？当然不是，而是随处即可检测到的“绝对水平”。研究表明，“绝对水平”是一个“非常理想的平面”。经一般计算，在地球表面一个直径10米的水域，如果不考虑振动、风或其它星体引力等因素的影响，那么该水域表面的最大弯曲度仅0.00196mm，见（图二)的计算。

已知：地球半径R=6371000m，AB=5m，求线段 BC=？

解：

由②得：③    

③代入①得：                      

     ④

将已知条件代入④ 计算：

BC=0.00196mm

因此我们相信，以水平面为参照物（或基准）修刮得到的环形导轨的平面度一定较高。可以设想，当我们把这两个“象水平面那样平”的环形导轨扣在一起话，那么它们一定贴合的非常好，非常的吻合。

在施工过程中，平面度又将如何进行控制呢？秘诀和要领就是：严格按照《STM工艺》要求进行操作，坚持做到测量——修刮——再测量——再修刮就一定能够实现我们的目标。经常进行测量和作图，目的是为了使我们清楚地了解被修刮的环形导轨平面度的现状、修刮的量和区域。

不是配刮，而是以水平面为基准，通过分别修刮两个环形导轨的平面度来实现环形导轨副的吻合性是“STM工艺”的核心所在。

下面我们将“STM工艺”介绍给大家。

二 《STM工艺》

1底座环形导轨平面度达标方法

1.1“米”字水平测量

用平尺、等高铁、水平仪，以“米”字形依次在环形导轨上摆放八次，将八次测得的水平读数记录于“米”字图上，见（图三)。

1.2调整

根据“米”字图对底座进行调整，使八个读数及方向符号达到技术要求，见（附录1)。

1.3切向水平测量

在环形导轨上，将短平尺和水平仪依次测得的切向水平读数填写到表格中，并根据作图计算值绘制出环形导轨的直线度曲线图，见（图表四)。

注：1）平均值=水平读数的代数差÷测量点数。

2）计算值=读数－平均值（目的是为了让起点与终点均落在横轴上）。

3）直线度误差=曲线图上的总格数×0.02/1000×每段测量长度。

（以下图为例：直线度误差=14.3×0.02/1000×500=0.143mm/整圆。）

1.4切向水平调整

根据曲线图四对底座进行调整，使环形导轨的直线度达到技术要求，见（附录1)。

1.5法向水平度测量

用水平仪依次测量出环形导轨的法向水平读数（24块导轨板时），并将读数记录于示意图上，见（图五)。

1.6法向水平调整

根据法向水平误差示意图调整底座垫铁，使导轨各法向水平误差达到技术要求，见（附录1)。

1.7平面度的修刮

上述的测量与调整需反复交替进行。若精度未能达到技术要求则必需采用小平板研刮的方法来进行修复，使环形导轨的切向直线度和法向倾斜角均达到技术要求，见（附录1)。刮后即检，检后再刮，刮好为止。

2工作台环形导轨平面度达标方法

2.1工作台的摆放

将工作台环形导轨面向上放置于圆形均布的12个调整垫铁上，且调整垫铁均位于环形导轨的正下方。为了便于调整，需按调整垫铁的螺栓尺寸来制作一个长柄调整工具。

2.2“米”字水平的测量与调整

方法和要求与1.2和1.3项的内容基本相同。

2.3切向水平度的测量与调整

方法和要求与1.4和1.5项内容基本相同。

2.4法向水平度的测量与调整

方法和要求与1.6和1.7项内容基本相似。

2.5平面度的修刮

如果工作台环形导轨平面度精度未能达到技术要求，则必需用小平板进行研刮的方法来修复。测量的基准是绝对水平。测量与研刮应交替进行。刮后即检，检后再刮，刮好为止，务必满足工作台环形导轨的技术要求，见（附录1)。

三 （附录1）环形导轨精度要求：

1“米”字水平度误差≤0.03/1000mm。

2切向直线度≤0.06mm/整圆。

3法向水平度误差≤0.04mm/整圆。

4研点均匀且接触面积≥75%。