高精度五面加工的新方法

    来自德累斯顿的制造商Mikromat以其坐标镗床而闻名。其产品的高精确性其有领先优势。在过去的几年中，Mikromat公司还开发了用于一次装夹的全自动多而铣削和钻削设备(理想的是五面加工)，达到了非凡的精确性(图1) 。

    研发的重点在于生产出极大的刚性并且降低由热造成的故障所产生的影响。特别是通过采取结构及温度控制措施，防止了由此而造成的弯曲现象，这使得在实际操作中，机器在温度变化时直线地从中间向各个方向均匀的扩展。借助于尺寸检查和电子校正可以很好的控制热膨胀。

提高加工精确度并识别可能的误差

    对于装配费用最小化，提高平静传动，耐磨性以及可靠性的要求在不断提升。为了满足这一要求，将尺寸公差以及形状和位置偏差最小化的压力持续存在。

    此外，针对高精度加工，Mikromat公司还生产了垂直加工中心。通过更换不同的刀头，不仅可用于垂直加工操作，也可用于水平加工，对于五面加工来说．使用这种配置可以达到最高的精确度。接着要介绍的是一种新的加工方法，它能够持续的改进可达到的加工精度并且识别出可能的误差，比如在挂上测角器头时由于污染造成的偏差。

在带有测角镗铣头的Mikromat 12V 以及Sinumerik 840D操纵设备上完成钻孔的180°换向加工(图2)所能达到的精确度应该在其生产条件下进行探讨。

    使用德国沃好特公司加长镗孔工具完成轴承孔的高精度换向加工。

    通过混用测量头提高精确度——雷尼绍公司的无线电测量头RMP60 ——用于准确定位的深钻孔(同心度，距离)。

所使用的沃好特公司的镗孔工具是k29230，带单刃镗刀头S162.5-205Multibore，长570mm，重20kg ，带可转位刀片，半径0.1mm，转速180r/min，进给量11mm/min。

    在个GG40铸铁罩壳内钻一个直径约为175mm的孔．整个过程持续超过约30分钟。机器放置在未进行空气调节的装配车间内。

    除使用测量头进行校正以外的换向加工的加工过程包含以下步骤(图3)：

图3 加工构造：在生产房件下钻孔的换向加工

1.测量辅助基面圆周及端面铣削

2.使用测量头计算车将要钻的孔的中心坐标。测角器位置头180°。

3.使用沃好特镗杆钻孔，测角器头位置180°。

4.使用测量头计算出已钻好的孔的中心坐标。首先按刀具尺寸沿Z向反向移动约10μm。同时触摸Y，Z方向上的两个测量面并计算出它们到孔中心的距离。测角器位置头180°。

5.按照第2步计算出的中心坐标用沃好特镗杆钻孔，不进一步校准。X轴的位置同第3步得出的位置间的距离约为1450mm。测角器头0°。

6a.使用测量头计算出已钻好的孔的中心坐标。沿两条轴的方向移动小于10μm，测角器头位置0°。在操作过程中，测角器头被多次扭转，且所有轴都被用到，为的就是移动到刀具的转换位置。上述数值只有在高硬度的机器上可以达到，井且要将发热造成的影响最小化。通过在装配过程中对每个部件以及整个机器进行不断的质量监控，使得几何偏差最小化。尤为值得注念的是角度误差，在使用如上述例子中提到的加长刀具时，角度误差对于换向的精确性有巨大影响。刀具越短，得到的结果越好。最后使用测量头以及Mikromat公司专门研发的测量样件(图4)对侧角器头进行全自动电子校正。

图4 生产使用的结果也可复制：用于校正测角镗铣头的测量

随时检查测角器头的精确性

    测量样件及其数控程序可以一同提供给用户，这样样件就可随时检测测角器头的精确性以及检查定位足否整齐，并且同时进行校正。

    很重要的一点在于要能够复制测量样件得出的结果以及每天生产使用的结果。为此Mikromat公司将Mikromat测量中心作为Sinumerik 测量中心的补充。借助Mikromat公司多年来在生产条件下进行高精度测量的经验，也由于解床的生产，使得纳合实际的工程技术知识得以引入。

    换向加工接下来要做的就是将测量中心同雷尼绍无线电测量头RM P60结合运用，为的是在经过一次补充校正后将工件上的换向误差最小化。在测角器头0°和180°位置上触碰与轴平行的测量面，接着计算出与各自所属孔中心位置间的距离．将0°位置上测得的距离校正成180°位置上的数值，并且再深钻一次。

6b.触摸第3步中提到的Z向和Y向测量面。计算同第5步测量的孔中心位置间的距离。测角器头位置0°。

7.按第4步和第6步计算得出的距离差值调整零位。

8.按第7步经过调整的中心坐标使用沃好特镗杆钻孔，测角器头位置0°。

9.用测量头计算已钻孔的中心坐标．触摸并计算出两个测量面各自与孔中心的距离，测角器头位置0°。

10.将距离理论值和实际值作比较。

11.用测量头计算出在0°和180°位置所钻孔的中心坐标。测角器头位置0°。直接计算出同心精确度，可重复得出小于0.005mm的数值。

总结

    投资上述介绍的精密刀具设备，可以大最节省直接和间接费用。Mikromat-V-设备同全自动转换测角器头的组合使用使得在一次装夹的情况下能高度精确的完成五面加工。对于用户来说，加工的零件越大，所具有的竞争优势就越大。Mikromat公司采取了结构及工艺措施，将发热作用产生的影响减少到极小部分。相对于电子校正，采用机械及发热措施获得了更大的效果。温度变化必须使设备均匀地由中心向各个方向直线扩展。热膨胀弯曲必须从结构上被排除，因为对其进行电子校正实际上是不可能做到的。此外，温度控制具有决定性的意义。上述情况表明，在这些Mikromat设备上实现了的边界条件下，电子尺寸检查及调整进一步改善了精确度。如果理想的温度环境条件不能实现，那所有这些特性都不具有意义。