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摘 要：机床的制造精度决定着零件的加工精度，介绍数控机床整机装配的工作流程，阐述典型部件装配工艺过程及应达到的几何精度，并详细介绍机床几何精度的检测方法。
关键词：装配;几何精度;检验工具;数控机床
引言
机床的制造精度直接关系到零件的加工品质，机床精度检验主要包含几何精度定位、精度和切削精度三个方面，检测的机床几何精度值反映了机床各关键零部件及其装配后几何形状或位置的误差，因此，保证机床的几何精度是保证机床整体精度的基础和关键。
1 数控机床整机装配流程
为提高数控机床的装配品质，平床身数控机床装配应遵循三项原则：（1）先下后上原则，即在明确数控机床结构的基础上，先安装基础部件（床腿床身），再安装主轴箱、尾座等其它零部件;（2）先里后外原则，先安装内部结构（冷却润滑），再安装外部结构（防护罩）;（3）先分装部装再总装，提高装配效率，保证装配品质。
2 数控机床整机装配过程
数控机床的装配工艺流程为：床身调平、主轴箱安装、床鞍安装（含x轴）、纵向驱动装置安装（z轴）、尾座安装（加工盘类机床无需尾座）、机床动力源安装（主电机）、润滑装置安装、冷却部分安装、电气部分装配刀架安装、防护部分安装、调试、涂油漆、包装等。
2.1 数控机床典型部件装配与几何精度检测
数控机床床身水平调整分为粗调和精调两个步骤粗调的主要目的便于观察水平仪的读数，精调的主要目的是使机床床身导轨达到设计时的精度要求：（1）床身水平调整方法。a.将水平仪呈互相垂直的方式放在水平桥上（横向纵向放置分别与x轴z轴平行），摆放位置如图1所示;观察水平仪气泡方向，调整2，4处地脚螺栓，使气泡处于中间位置，粗调结束。
图1 床身调平
b.紧接着将水平桥移到主轴箱端处，待稳定后观察水平仪中的气泡位置调整机床外围四个地脚螺栓，进行精调，使水平仪气泡居中，再将水平桥移到尾座端处，根据水平仪气泡位置调整相应的地脚螺栓，使其达到精度要求床身调平后，先将四个外围地脚螺栓旋紧，再将中间两个地脚螺栓旋紧，盡量使气泡居中，精调结束。
（2）床身导轨几何精度检测。与床身导轨有关的几何精度检测指标为床身导轨直线度（G1项），其包含两个检测内容：a.床身导轨在垂直面内的直线度，其允差为0.02mm/1000mm（中间凸）;b.床身导轨的平行度，其允差为0.04mm/1000mm床身导轨在垂直面内的直线度检测步骤：将水平仪沿Z轴方向放在水平桥上，沿机床导轨全长等距离（250mm）移动水平桥，并记录水平仪读数，用计算的方法确定直线度误差床身导轨的平行度检测步骤：将水平仪沿X轴方向放在水平桥上，在导轨上移动水平桥，水平仪读数的最大差值即为床身导轨的平行度。
2.2 主轴箱装配与几何精度检测
主轴箱安装是机床总装的第一道工序，是确定主轴箱与床身相互位置关系的重要工序，也是后续各部件装配的基准，检测主轴锥孔中心线对床身导轨的平行度（G7项），根据检测精度值（G7项），刮研床体与主轴箱的结合面，通常刮研床体的结合面，以涂色法检验粘点6个/25×25mm，结合面紧固前与紧固后0.04mm塞尺不入。
（1）与主轴箱部件装配有关的几何精度检测。a.主轴轴向窜动（G4项），其允差为0.010mm;主轴轴肩支承面的跳动（G4项），其允差为0.020mm。b.主轴定心轴颈的径向跳动量（G5项），其允差为0.010mm。c.主轴锥孔中心线的径向跳动（G6项），其允差：根部为0.01mm，300mm处为0.02mm。d.主轴锥孔顶尖跳动（G8项），其允差：根部为0.015mm。（2）主轴箱总装时进行几何精度检测。主轴锥孔中心线对床身导轨的平行度（G7项），其热检允差：上母线为+0.005～+0.018mm（只允许向上偏），侧母线为+0.005～+0.012mm（只允许向里偏），其冷检允差：上母线为-0.02～-0.025mm，此值随装配条件有所变动。主轴锥孔中心线对床身导轨的平行度（G7项）检验步骤：把百分表架固定在水平桥上，百分表测头分别触及检棒表面上母线侧母线处，移动水平桥检验（上母线侧母线处误差分别计算）;将检棒拔出旋转180°，再同样检验一次，两次测量结果的代数和之半，就是主轴锥孔中心线对床身导轨的平行度误差。
2.3 床鞍装配与几何精度检测
（1）床鞍装配工艺过程。a.以床身导轨为基准，刮研床鞍V型导轨和平导轨，长度接触70%以上，宽度接触50%以上，同时接触面0.04mm塞尺不入;b.以主轴箱主轴锥孔中心线为基准，检测横向滑板移动对主轴锥孔中心线的垂直度（G12项）;c.以床鞍燕尾导轨为准，刮研滑板燕尾导轨的平导轨和55°燕尾主导轨面;刮研镶条正面（与床鞍燕尾导轨对应面）;d.以床身下导轨面为准，刮研床鞍压板结合面。（2）与床鞍有关的几何精度检测。滑板横向移动对主轴锥孔中心线的垂直度（G12项），其允差为0.02/300mm，﹥90°其检测步骤：将垂直平尺插入主轴孔中，百分表及磁力表座固定在滑板上，使百分表测头触及垂直平尺，调整平直测量面与主轴轴线垂直度，横向移动滑板进行检验，将主轴旋转180°，再同样检验一次，两次测量结果的代数和之半，就是垂直度误差。
2.4 尾座装配与几何精度检测
（1）将尾座固定在床身上，检测尾座套筒中心线对溜板移动的平行度（G9项），其允差为：上母线为0.015/100mm（只允许向上偏），侧毌线为0.01/100mm（只允许向前偏）;尾座套筒锥孔中心线对溜板移动的平行度（G10项），其允差为：上母线为0.03/300mm（只允许向上偏），侧毌线为：0.03/300mm（只允许向前偏）;主轴箱与尾座两顶尖的等高度（G11项），其热检允差为0.04mm，只允许尾座高;（2）将G9项G10项G11项精度的实测值作好记录，按要求铣削尾座下垫上平面;（3）将铣好的尾座下垫重新放在床体上，并将尾座上体放好并固定，检测以上三项精度;（4）以床身导轨为基准，找好主轴箱和尾座中心线的侧母线精度，再将尾座上体和下体（尾座垫）打上刻线做好标记零点位置。
2.5 纵向驱动装置装配与精度检测
（1）纵向驱动装置装配工艺过程。a.将丝杠的前中后支座固定在床体和床鞍上，并将检验棒检验套装在各支座孔中;b.以床身导轨为基准，找前中后支座的平行度，根据检测值刮研相关支座;c.以床身导轨为基准，找前中后支座的等距度，根据检测值修正（磨削）后支座;d.精度找好后，将各支座打上锥销定位;e.安装丝杠及支承等组件;f.以床身导轨为基准，复检丝杠等距度，要求在0.03-0.05mm;g.检测丝杠的轴向窜动度;h.安装电机。（2）与纵向驱动装置有关的几何精度检测。a.前后支座中间支座对床身导轨的平行度，其允差为上母线侧母线处各为0.01/150m;前后支座中间支座对床身导轨的等距度，其允差为0.02mm;b.丝杠的轴向窜动度，其允差为0.008mm鉴于篇幅原因，其它部件的装配工艺过程在此不介绍。
结束语
数控机床几何精度直接会影响工件的加工精度，例如：主轴轴向窜动会影响螺纹的螺距误差及轴肩端面的平面度和跳动度，主轴轴线与溜板移动的平行度会造成轴类零件产生锥度，因此，数控机床总装配时要确保各项几何精度达到要求，以提高设备装配质量。
参考文献
[1]付承云.数控机床安装调试及维修现场实用技术[M].北京：机械工业出版社，2012.
[2]陈志平，章鸿.数控机床机械装调技术[M].北京：北京理工大学出版社，2011.
[3]国家质量技术监督局.JB/T8324.1-1966简式数控卧式机床精度[S].北京：中国标准出版社，1996.
关键词：装配;几何精度;检验工具;数控机床
引言
机床的制造精度直接关系到零件的加工品质，机床精度检验主要包含几何精度定位、精度和切削精度三个方面，检测的机床几何精度值反映了机床各关键零部件及其装配后几何形状或位置的误差，因此，保证机床的几何精度是保证机床整体精度的基础和关键。
1 数控机床整机装配流程
为提高数控机床的装配品质，平床身数控机床装配应遵循三项原则：（1）先下后上原则，即在明确数控机床结构的基础上，先安装基础部件（床腿床身），再安装主轴箱、尾座等其它零部件;（2）先里后外原则，先安装内部结构（冷却润滑），再安装外部结构（防护罩）;（3）先分装部装再总装，提高装配效率，保证装配品质。
2 数控机床整机装配过程
数控机床的装配工艺流程为：床身调平、主轴箱安装、床鞍安装（含x轴）、纵向驱动装置安装（z轴）、尾座安装（加工盘类机床无需尾座）、机床动力源安装（主电机）、润滑装置安装、冷却部分安装、电气部分装配刀架安装、防护部分安装、调试、涂油漆、包装等。
2.1 数控机床典型部件装配与几何精度检测
数控机床床身水平调整分为粗调和精调两个步骤粗调的主要目的便于观察水平仪的读数，精调的主要目的是使机床床身导轨达到设计时的精度要求：（1）床身水平调整方法。a.将水平仪呈互相垂直的方式放在水平桥上（横向纵向放置分别与x轴z轴平行），摆放位置如图1所示;观察水平仪气泡方向，调整2，4处地脚螺栓，使气泡处于中间位置，粗调结束。
图1 床身调平
b.紧接着将水平桥移到主轴箱端处，待稳定后观察水平仪中的气泡位置调整机床外围四个地脚螺栓，进行精调，使水平仪气泡居中，再将水平桥移到尾座端处，根据水平仪气泡位置调整相应的地脚螺栓，使其达到精度要求床身调平后，先将四个外围地脚螺栓旋紧，再将中间两个地脚螺栓旋紧，盡量使气泡居中，精调结束。
（2）床身导轨几何精度检测。与床身导轨有关的几何精度检测指标为床身导轨直线度（G1项），其包含两个检测内容：a.床身导轨在垂直面内的直线度，其允差为0.02mm/1000mm（中间凸）;b.床身导轨的平行度，其允差为0.04mm/1000mm床身导轨在垂直面内的直线度检测步骤：将水平仪沿Z轴方向放在水平桥上，沿机床导轨全长等距离（250mm）移动水平桥，并记录水平仪读数，用计算的方法确定直线度误差床身导轨的平行度检测步骤：将水平仪沿X轴方向放在水平桥上，在导轨上移动水平桥，水平仪读数的最大差值即为床身导轨的平行度。
2.2 主轴箱装配与几何精度检测
主轴箱安装是机床总装的第一道工序，是确定主轴箱与床身相互位置关系的重要工序，也是后续各部件装配的基准，检测主轴锥孔中心线对床身导轨的平行度（G7项），根据检测精度值（G7项），刮研床体与主轴箱的结合面，通常刮研床体的结合面，以涂色法检验粘点6个/25×25mm，结合面紧固前与紧固后0.04mm塞尺不入。
（1）与主轴箱部件装配有关的几何精度检测。a.主轴轴向窜动（G4项），其允差为0.010mm;主轴轴肩支承面的跳动（G4项），其允差为0.020mm。b.主轴定心轴颈的径向跳动量（G5项），其允差为0.010mm。c.主轴锥孔中心线的径向跳动（G6项），其允差：根部为0.01mm，300mm处为0.02mm。d.主轴锥孔顶尖跳动（G8项），其允差：根部为0.015mm。（2）主轴箱总装时进行几何精度检测。主轴锥孔中心线对床身导轨的平行度（G7项），其热检允差：上母线为+0.005～+0.018mm（只允许向上偏），侧母线为+0.005～+0.012mm（只允许向里偏），其冷检允差：上母线为-0.02～-0.025mm，此值随装配条件有所变动。主轴锥孔中心线对床身导轨的平行度（G7项）检验步骤：把百分表架固定在水平桥上，百分表测头分别触及检棒表面上母线侧母线处，移动水平桥检验（上母线侧母线处误差分别计算）;将检棒拔出旋转180°，再同样检验一次，两次测量结果的代数和之半，就是主轴锥孔中心线对床身导轨的平行度误差。
2.3 床鞍装配与几何精度检测
（1）床鞍装配工艺过程。a.以床身导轨为基准，刮研床鞍V型导轨和平导轨，长度接触70%以上，宽度接触50%以上，同时接触面0.04mm塞尺不入;b.以主轴箱主轴锥孔中心线为基准，检测横向滑板移动对主轴锥孔中心线的垂直度（G12项）;c.以床鞍燕尾导轨为准，刮研滑板燕尾导轨的平导轨和55°燕尾主导轨面;刮研镶条正面（与床鞍燕尾导轨对应面）;d.以床身下导轨面为准，刮研床鞍压板结合面。（2）与床鞍有关的几何精度检测。滑板横向移动对主轴锥孔中心线的垂直度（G12项），其允差为0.02/300mm，﹥90°其检测步骤：将垂直平尺插入主轴孔中，百分表及磁力表座固定在滑板上，使百分表测头触及垂直平尺，调整平直测量面与主轴轴线垂直度，横向移动滑板进行检验，将主轴旋转180°，再同样检验一次，两次测量结果的代数和之半，就是垂直度误差。
2.4 尾座装配与几何精度检测
（1）将尾座固定在床身上，检测尾座套筒中心线对溜板移动的平行度（G9项），其允差为：上母线为0.015/100mm（只允许向上偏），侧毌线为0.01/100mm（只允许向前偏）;尾座套筒锥孔中心线对溜板移动的平行度（G10项），其允差为：上母线为0.03/300mm（只允许向上偏），侧毌线为：0.03/300mm（只允许向前偏）;主轴箱与尾座两顶尖的等高度（G11项），其热检允差为0.04mm，只允许尾座高;（2）将G9项G10项G11项精度的实测值作好记录，按要求铣削尾座下垫上平面;（3）将铣好的尾座下垫重新放在床体上，并将尾座上体放好并固定，检测以上三项精度;（4）以床身导轨为基准，找好主轴箱和尾座中心线的侧母线精度，再将尾座上体和下体（尾座垫）打上刻线做好标记零点位置。
2.5 纵向驱动装置装配与精度检测
（1）纵向驱动装置装配工艺过程。a.将丝杠的前中后支座固定在床体和床鞍上，并将检验棒检验套装在各支座孔中;b.以床身导轨为基准，找前中后支座的平行度，根据检测值刮研相关支座;c.以床身导轨为基准，找前中后支座的等距度，根据检测值修正（磨削）后支座;d.精度找好后，将各支座打上锥销定位;e.安装丝杠及支承等组件;f.以床身导轨为基准，复检丝杠等距度，要求在0.03-0.05mm;g.检测丝杠的轴向窜动度;h.安装电机。（2）与纵向驱动装置有关的几何精度检测。a.前后支座中间支座对床身导轨的平行度，其允差为上母线侧母线处各为0.01/150m;前后支座中间支座对床身导轨的等距度，其允差为0.02mm;b.丝杠的轴向窜动度，其允差为0.008mm鉴于篇幅原因，其它部件的装配工艺过程在此不介绍。
结束语
数控机床几何精度直接会影响工件的加工精度，例如：主轴轴向窜动会影响螺纹的螺距误差及轴肩端面的平面度和跳动度，主轴轴线与溜板移动的平行度会造成轴类零件产生锥度，因此，数控机床总装配时要确保各项几何精度达到要求，以提高设备装配质量。
参考文献
[1]付承云.数控机床安装调试及维修现场实用技术[M].北京：机械工业出版社，2012.
[2]陈志平，章鸿.数控机床机械装调技术[M].北京：北京理工大学出版社，2011.
[3]国家质量技术监督局.JB/T8324.1-1966简式数控卧式机床精度[S].北京：中国标准出版社，1996.