[发明专利]一种卧式精密磨抛机床工件主轴与工具系统的对心方法

权利要求书

1.一种卧式精密磨抛机床工件主轴与工具系统的对心方法，其特征在于包括下列步骤：

步骤一、建立机床坐标系X-Z-B-C，其中X轴与机床工件主轴运动方向相平行，Z轴与机床工具系统运动方向相平行，B轴为机床转台转动轴，C轴为机床工件主轴转动轴；

步骤二、机床各轴回参考点后，调整转台使工具系统轴与Z轴平行，将标定板安装在工具系统上，用千分表Ⅰ辅助检测使标定板上平面与X轴平行：

步骤三、将中心冲通过磁力底座，相对于工件主轴回转轴心，偏心吸附在工件主轴吸盘端面上，调整工具系统与中心冲的相对位置，使中心冲冲头能够刻划到标定板前平面；

步骤四、中心冲随机床工件主轴偏心转动，并随X轴溜板直线移动，在标定板前平面上刻划出一系列圆形划痕；

步骤五、从工具系统上取下标定板，分别连接划痕的上轮廓点和下轮廓点，划出它们的中心线即为工件主轴运动轨迹线，量取中心线与标定板前平面左棱边的交点到标定板前平面下棱边的距离d₁和中心线与标定板前平面右棱边的交点到标定板前平面上棱边的距离d₂，计算得到机床工具系统轴与工件主轴在竖直方向偏差d_z；

步骤六、由步骤五中的机床工具系统轴与工件主轴在竖直方向偏差d_z，调整工具系统高度修配调整板的尺寸，使工具系统轴和机床工件主轴等高，即完成在竖直方向对心标定；

步骤七、拆除上述标定板、刻划工具和千分表Ⅰ，在工具系统上安装标定半球Ⅰ和千分表Ⅱ，在工件主轴上安装标定半球Ⅱ，在X轴溜板上安装千分表Ⅲ，调整千分表Ⅱ和千分表Ⅲ的测杆高度和伸出长度，使测杆和工件主轴等高且平行，且工件主轴沿X轴运动时，千分表Ⅱ和千分表Ⅲ的红宝石测头，分别划过标定半球Ⅱ和标定半球Ⅰ的球面；

步骤八、在垂直于Z轴方向架设激光精密测微仪，使激光发射源与工件主轴、工具系统轴在同一平面内；

步骤九、工件主轴在X轴溜板上沿X轴运动，用激光精密测微仪测量千分表Ⅲ红宝石测头划过标定半球Ⅰ过程中，表盘示值最大时，千分表Ⅲ红宝石测头到激光精密测微仪的最小距离，记为D₁；

步骤十、取下千分表Ⅲ，工件主轴继续沿X轴运动，在千分表Ⅱ红宝石测头划过标定半球Ⅱ过程中，表盘示值最大时，记录工件主轴相对于X轴参考点的坐标，记为X₀；

步骤十一、保持激光精密测微仪不动，Z轴溜板向远离标定半球Ⅱ方向移动，直至千分表Ⅱ红宝石测头被激光束打到，用激光精密测微仪测量千分表Ⅱ红宝石测头到激光精密测微仪的最小距离，记为D₂；

步骤十二、测量千分表Ⅱ红宝石测头、千分表Ⅲ红宝石测头的直径分别记为d₁、d₂,结合X₀、D₁、D₂，计算出工具系统轴相对于X轴参考点的距离X_Z：X_Z＝|X₀|±|D₂+a₁/2-D₁-a₂/2|，由机床坐标系得到此位置的坐标X_k：X_k＝X_Z或X_k＝X_Z，至此当工件主轴运动到坐标X_k，工件主轴和工具系统轴重合，对心完成。

2.根据权利要求1所述一种卧式精密磨抛机床工件主轴与工具系统的对心方法，其特征在于：所述步骤二在标定工具系统轴和工件主轴在竖直方向偏差时，用千分表Ⅰ辅助检测使标定板上平面与X轴平行，其步骤为：

(1)在X轴溜板上安装千分表Ⅰ，调整使千分表Ⅰ测杆竖直向下；

(2)调整Z轴溜板到千分表Ⅰ的距离和标定板在工具系统上的转角并锁定，使千分表Ⅰ红宝石测头与标定板上平面保持接触地划过；

(3)千分表Ⅰ随工件主轴沿X轴直线移动，观察千分表Ⅰ红宝石测头接触标定板上平面时指针变化情况；

(4)根据(3)中指针偏转，调整标定板在工具系统上的转角，直到千分表Ⅰ在测量过程中，表针偏转的幅度对应读数小于0.002～0.003mm，即认为标定板上平面与X轴平行。