铲刮对机床制造的重要性

鲨鱼

   铲刮对导轨的运行是非常重要的。无非是分两个方面：1，运行精度。2，接触精度。前者决定了机床的几何精度，
0 F$ S" q+ R6 H& J. g6 d后者除了决定了机床的耐用性和刚度，对高精密机床来说，它还有个更重要的指标，解决爬行，提高微进给的可靠性。
+ C( d( [& Z4 ]/ n& X2 s  单就一条导轨的轴向运动，它至少包含了6个误差加对其他轴的垂直误差。比如三轴加工中心，就会有21项误差。
当我们说机加工肯定比人工铲刮精度高时，一般是你没有见过真正的铲刮师傅。不管是什么机床导轨的基本精度，
& j1 b, d* ^9 I% W6 X都是 三块平板对研（铲刮）而延伸的。

研磨者

支持，铲花是高精密机床的灵魂，到目前 母机少不了这个，尤其是磨削设备，短期内离不开铲花来保持精度

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支持一下{:soso_e179:}

鲨鱼

     在这些误差中，一般普通机床制造者，都知道和重视导轨水平面的直线度和垂直面的直线度。这对于普通工作母机，比如普通车床、铣床等，做到了一般也就满足了要求。所以，常见的这类机床的母导轨（静导轨或较长的那条导轨，比如摇臂铣的工作台导轨），都是机加工的，而与之相配的导轨，则采用配磨或铲刮。
% I& i0 S4 L$ W! h: x& x$ t. p' H    但是，高精密机床不是满足了上述两项误差就可以了的，它非常讲究下面三项误差：Pitch，Yaw，Roll.
    Pitch: 会开车的想象一下，你开在一条起伏不平的道路上，尽管这条路两头测量是一条直线的。有人用颠簸来形容，也没有错的。Pitch是微观一段段的，比如我们常说普通车床的导轨在靠近车头箱处，导轨要求凸一点，以弥补用久后最易磨损的部分。再比如常见的小型平面磨，它左右运动的床鞍导轨，要求是凹的，用以补偿工作台左右运动时，自重产生的误差（下挂）。这些导轨的要求，当允许误差较大时，机加工是可以达到的；但是要求很精密时，机加工就难以满足要求了。尽管瓦德里希的导轨磨有凹、凸方向补偿的功能，那也只能是精密级的，高精密的还是很难保证的（记住了，它本身的导轨也是铲刮出来的）。
! J% }$ ]* X; ^, Y2 S    那么Pitch就那么重要吗？回答：是！举例说明，比如坐标磨的定位精度。假设该机床有条无比精确的丝杠或光栅数显，我们移动工作台到A位置，此时导轨是微凸的，我们加工了一个孔，然后移动工作台到B位置加工第二个孔，丝杠运动或数显光栅的读数都告诉我们，走了A——B的距离，但B位置的导轨刚巧是凹的，按阿贝误差的原理（请百度该原理，很简单的道理），误差就出来了。而且导轨面距工作台面的距离越大（或被加工零件的距离），误差就越大。还有个显而易见的道理，比如丝杠固定，驱动装在工作台上的螺母，丝杠本身跳动、轴向窜动都合格；此时工作台带着螺母上下颠簸，丝杠刻度圈的读数（或伺服电机的编码器读数），你还能信吗？
/ ~* _: W2 w5 C3 L# ^0 ]    机械工程师们为克服阿贝误差，做了很大的努力，比如美国工程师协会，就提出了对数控机床空间误差的要求，其实这些概念，美国Moore在60年代初就提出了，也做到了，他的机床空间误差是Hauser的1/3（据说，没考证）。这些世界顶级的高精密机床，你仔细观察后，就会发现，不是人工产刮就是人工研磨（镶钢导轨）。机床测量中，并不是它说明书上说的精度，实际上精度要高的多。经铲刮修正后的一台Moore G18的坐标磨，它X——Y的垂直精度，就远远高于国家00级角尺的精度要求。
1 L5 d2 _. \, m/ f    这些都是人工铲刮出来的，所以重视铲刮吧，除非你设计出一个比铲刮更精密的方法。
    Yaw和Roll，有时间再胡说一通吧，Roll太难理解了。

鲨鱼

貌似俺的帖子都要审查，呵呵，不反X也不反Y，交流而已。

yujun

学习了，谢谢。

42点195

说得很有道理

鲨鱼

Yaw:
6 I/ |" ~( d" A) D/ R* K    把Pitch转个90度，看成水平方向的，就容易理解了。它对阿贝误差的影响是跟Pitch是一样的，用导向来形容它是最恰当不过了。导轨就是用来导向的轨道。那么在制造中它的精度无疑是极其重要的，铲刮就是提高它的精度的手段之一。
    其实，影响Yaw的精度除了制造外，设计更重要。常见导轨有矩形、燕尾、双V形、V--平组合等。各种导轨各有其优缺点，比如：矩形导轨刚性最好等。但在导向上，无疑是双V的最好。矩形、燕尾导轨的组合，少不了镶条（俗称塞铁），它的存在就决定了在导向这个方向上就必须存在间隙，两条水平导轨面的磨擦不同，丝杠对中性差点，加工时侧向受力等，都会影响导轨运动的导向精度。一般导轨副中磨损较快的是导轨长度较短的那组，比如摇臂铣的床鞍等，而镶条也往往是设计成装在较短的导轨上。观察该组导轨的磨损后情况，你会发现都是两头磨损较大，镶条也是一样。如此，即便你调整了镶条，你往往也会发现，只要机床换向，导向性就差。所以铲刮时，最好该组导轨的中间部分铲刮接触点“软”点（中间低些）或干脆没接触点（普通机床）。这是机加工难以做到的，尤其是对高精密机床。
   双V和V--平组合的导轨，就没有这情况，它们靠自重完全消除了间隙。至于为何双V导向最好，我们先分析下常见的V—平组合，豪泽、三井等的坐标磨都采取了V—平设计，丝杠的位置都偏向于V侧（不在两条导轨的中间），至于偏多少，我想都应该是生产厂家反复论证、试验的结果，明显可以看到
& X9 `: t# z5 f) r4 `* q0 {每家厂的偏移量不同。一个简单的计算，V展开后的平面宽度要大于平导轨的宽度，就算是单按单位面积的磨擦力，丝杠也不得不偏向V那侧，这样才能保此力矩的平衡（这里假设支撑的工作台停在中间，没有考虑V--平的形状不同及工作台运动引起的磨擦不同）。
   美国的Moore说出了一个道理，他说，你放个重工件在平导轨处，那里的磨擦力是否明显增大，你要保持机床导向，是否此时丝杠中心该向平导轨偏移？不然你怎么保证yaw? 你用我的双V任何情况下，至少有一条V在为导向服务。但是各厂家该怎么做还是做他们自己认可的，都很牛。我认识的Moore坐标磨（3#以后的），40年整体精度还是在2.5微米以下，除了工作台面的平面度。
1 ?* ?) w/ o. A* B/ x7 r0 w    一个最简单的例子，台湾大同抄袭日本冈本的612/618小平磨，开始是老老实实的前后运动V—平，后来不知怎么了，大家都说三井好，双V，滚珠，上下手轮在床身上。。。。。，大同就突然把小平磨的前后运动导轨也改成双V了，且保持前后丝杠偏向右边（V—平的设计）。显而易见，这样的设计就不合理了，夸张一点，就好像一人推着人力车（双把手的那种），突然一只手没了。。。。，大同说，我参照了人体工程学（那是冈本固有的Y—平组合），别家的左右、前后两个手轮太靠近了（三井的）。要符合人体的习惯没错，比如小平磨设计高度时，日本人就考虑了人体的黄金分割线，但是你不能有意识的或无意识的去破坏机床精度（包括耐久性）的要求。丝杠偏在一组导轨外侧的机床也不少，比如苏联老式的铣床，还有高级的现代机床，前者是普通级的，后者是特殊情况，如有条件，一般都采用对中的设计。大同磨床设计者如果把改成双V的前后导轨的的驱动丝杠放在中间，把左右运动的手轮往左再移一点，这就把机床精度和耐磨的要求和人体工程学结合了！很难吗？
* o) X: o! Q( ], h    顺便说一句，这对做普通精密级机床的，一点用处都没有。 做高精密的才在设计、制造上吹毛求疵。

张国耀

鲨鱼 发表于 2014-5-21 12:25

                               
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Yaw:
    把Pitch转个90度，看成水平方向的，就容易理解了。它对阿贝误差的影响是跟Pitch是一样的，用 ...

7 a0 J6 n4 w4 _1 l楼主长者，你是让你的心得一点点写完吗？让我慢慢消化！
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余阳宝

铲刮必不可少

谭宾怀

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眾程科技

铲大机腰不好受

freeflyh3

导轨的垂直面内直线度Pitch高低起伏，水平面内直线度Yaw左右转弯，两条导轨（或导向导轨）所确定的水平-垂直坐标系的扭转扭曲度Roll类似车辆越野时的交叉轴。
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说白了，导轨的最终要求就是运动部件像火车一样开在两条平铺在绝对水平面上铁轨（绝对直线，绝对形位公差铁轨）。