罗华 王涛 赵桂元

摘 要：制造业特别是机械制造业是国民经济的支柱产业，现代制造业正在改变着人们的生产生活方式，经营管理模式及社会的组织结构和文化。由于制造武器的需要，在15世纪就已经出现水力驱动的炮筒镗床。在箱体类零件的加工中，经常碰到同轴孔系跨距较大的零件。在卧式镗床上利用工作台回转180°调头镗削跨距较大的孔时，因尺寸过大，加之工作台转角角度误差，故同轴的两端孔同轴度误差过大，达不到图样设计要求，从而出现废品，给生产带来损失。同时生产实践中常用的调头镗方法也存在一些缺点，针对这些问题，本文提出了一些新的解决方法。

关键词：镗床;主轴;数控卧式镗床;回转中心

1 数控卧式镗铣床简介

数控卧式铣镗床适用于加工大、中型零件和箱形零件的粗、精镗孔，铣削等多种工序的加工，适宜工序较多的箱形零件孔及平面加工，由于數控卧式铣镗床具有高刚性和闭环检测系统，能满足粗精加工的要求，所以数控卧式铣镗床为数控高效、精密通用大型机加工设备。

1.1.数控卧式镗床各轴参数介绍（以TK6513数控镗铣床为例）

TK6513数控镗铣床有X、Y、Z、W、A、B共6个轴，搭载2000mm*2000mm的可旋转工作台;W轴直径130mm，其平行于Z轴做轴向进给运动;B轴垂直于Y轴，可做360度回转运动;A轴为直径600mm的回转轴，可水平或垂直放置于工作台（B轴）上，可做360度回转运动。

2 数控卧式镗床的回转中心

2.1.什么是回转中心

回转中心，即机床旋转工作台（A、B轴）旋转中心线与刀具中心点的重合位置，由于天气、运动误差、相对位移误差等原因需要经常校正，但误差一般在0.05mm以内。

2.2.机床回转中心的测量及校正

TK6513数控镗铣床A、B轴做旋转运动后有一个回转中心O点，此中心点与工作台的垂线平行于Y轴，垂直于X、Z轴。机床X轴有一点始终与其重合。在XY平面上任意一点都将与O点有相对距离。当工作台旋转180度后，OA线位置不变，但此任意点位置相对于OA位置线有了位移，位移量为相对O点X值的两倍。

例如：如图一所示，O点为工作台回转圆心点，但A轴=0度时，主轴中心线为ab，此时轴线ab与O点重合，当移动轴线ab至cd位置时，移动距离为ac。当工作台A=180度时，主轴位置为c1d1，此时ac=ac1。

2.3实施过程

2.3.1首先需要找出机床回转中心相对于X轴的点，具体步骤如：

如图一所示，1为镗轴（即图二中的ab），此时可将其粗略移动到工作台中心位置;2为百分表，表针因在Y方向与镗轴最高点重合，表针位置应过工作台中心。

①将镗杆伸出过工作台中心，G500坐标B=0，主轴SPOS=0。

②将表座及杠杆表放置在工作台中间位置，将镗轴沿Y轴上下移动，与杠杆表表头接触后最高点计数（表具可设为0，X轴坐标设为X=0）。

③工作台旋转180度（G500B=180，SPOS=180）。

⑤按步骤3件镗轴与表具贴合，此时X轴坐标将发生位移，此位移值得一般即是回转中心相对于X轴的重合点（例如：此时X值为+24.8，则G500坐标X+12.4点与机床工作台回转中心重合）。

⑥将找出的重合点存在一个坐标内为X=0（此位置点可以长期使用，根据机床重复定位精度分时段校正即可）。

3常用的调头镗孔加工方法

首先将一侧的孔（孔A）加工完成，工作台旋转180°后在工件反面合适位置加工预孔（孔B），夹持加长杠杆表杆（或使镗杆伸进孔B），配合杠杆表找正已经加工好的孔A进行半精加工，再次使用表具打出两孔十字线方向的差值，根据差值补偿B孔坐标后方可进行精加工。此方法存在以下问题：

①两孔间距过大时，表杆表具长度限制导致无法打表确定中心;

②孔直径小于130时，镗轴无法伸入孔内找正;

③工件外形复杂或干涉面多时，镗轴无法继续进行找正;

④每件工件都需要重新找正，加工效率低的同时，对操作者技能要求高，对表具量具精度要求高。

4 改进的调头镗孔加工方法

调头镗孔因设备误差、量具表具、回转台精度等原因本身存在一定误差，但通过激光干涉仪校正补偿过的数控机床，已经达到最佳精度，校正表具后结合以下方法，可将工件同轴度达到最佳状态。

4.1方法原理

4.1.1在工作台装夹工件，找正压紧后，将其中一边的XY坐标确定，进行镗孔加工，，此时被加工孔的X坐标点与工作台回转中心线有个固定值（回转中心点已经存在其中某一个坐标内）。

例如：设此孔为孔1，坐标G54 X0 Y0。此孔位置相对回转中心线为X+100.6

4.1.2此面孔精加工完成后，将工作台旋转180度，加工与孔1同轴的孔2，此时孔2坐标将为G54 X=-100.6×2。（此孔位置相对回转中心线为X-100.6）

4.2通过以上步骤的实施，将可以更好的保证孔位同轴度，其优点如下：

①回转中心点相对于X的重合点只需要找一次后可重复利用，只需要将其存在自己知道的坐标内。

②计算简单，当工件装夹好后，先将一侧的孔加工完成，此时孔零点相对于回转中心线的值可以看出，工作台旋转180度后，可快速计算出同轴孔位的坐标点。

③加工完成首件后，坐标固定，后续加工将不再重新找正，节约加工时间，提高加工效率。

④工件可装夹在工作台的任意位置，孔大小没有限制，工件外形不影响同轴计算。

总结

机械加工中，保证同轴要求的方法多样化，但相对于数控卧式镗铣床，通过找出回转中心点相对于X轴的重合点，可以解决很多加工难题，此方法同样适用于机床的附加回转轴，可以将加工方式多元化，通过机床自身精度保证同轴要求。

参考文献：

[1]吴国华 金属切削机床 机械工业出版社 1993

[2]李一龙 张德生 机械基础 北京出版社 2004

[3]韩绍才 数控加工编程与操作 江苏教育出版社