进口数控车床盘式刀塔位置精度的调整

数控车床盘式刀架的位置找正
目前国内从欧洲进口的精密斜床身数控车床，都是安装盘式刀架（带动力刀头），例如最知名的SAUTER刀架，该类刀架的正常寿命大概为5百万小时，约5年，动力刀头正常工作约8000小时。

该类刀架的质量和性能非常稳定和可靠，但并不表示不会发生危险和事故，如果操作者没有确保加工准备完整、切削条件正常的情况下操作机床，出现超负载切削加工或刀架与工件发生碰撞事故，刀架可能出现局部损坏和错位。

最常见的现象是刀架整体位置发生的偏移，导致加工的工件产生锥度。

在不需要更换新刀架的情况下，通过正确的平行度校验和机械调试，可以修正刀架位置精度。

现将实际校验和调试工艺方法阐述如下，供技术人员在维修相关机床时借鉴。

1.盘式动力刀架的类型和安装
1.1 刀架根据安装方向的分类
刀架根据刀柄夹套安装在刀盘方向分为轴向刀架和径向刀架，如图1、图2、图3、图4所示，在机床校验时便于选择合适的校验标准心轴。

图1 轴向刀架
图2 径向刀架
1.2 刀架安装位置
刀架整体一般安装在X轴滑行方向，使用暗销和螺栓联接。

通常在刀架的右上角落处找到暗销（有些机床可能在分布刀架的底部），这种定位销总是采用对角分布在带有动力刀头的刀架底部，如图3、图4所示。

图3 刀架整体安装位置图4 刀架底部与X方向床鞍联接
2．工量具准备
为了调整刀架整体与机床纵向（Z轴）和横向（X轴）移动时的平行度，需分别为两种类型的刀架准备校验标准心轴，如图5和图6所示，同时配备杠杆千分表和六角板手。

图5 用于轴向刀架的心轴图6 用于径向刀架的心轴
标准心轴必须安装在刀架中。

在安装之前仔细检查心轴和刀架圆盘表面是干净、清洁，铁屑或污点会导致错误的测量结果，千分表必须安装在机床固定的部件上，例如机床尾座或第二刀架上。

注意：绝对不能将千分表安装在机床金属板上，否则机床各轴运动时会产生测量误差。

3．刀架位置的校验和修正
3.1 刀架沿Z轴方向平行移动的位置校验和修正
3.1.1 轴向刀架
将千分表指针头轻放在心轴上面，刀架沿心轴整个长度方向进行Z向移动，仔细观察并记录千分表在不同位置的数值和偏差，如果超出偏差范围需进行修正。

如图7、图8所示。

图7 千分表测量位置图8 刀架轴向移动
注意：千分表指针放在心轴表面上，采用此种方式可以测量刀架在X轴方向的偏差（在同一平面内好象是X轴在移动）及测量数据，与机床的几何精度中允许偏差进行校验。

3.1.2 径向刀架
将千分表指针头轻放在心轴左侧边上（见图9所示），刀架沿心轴长度方向进行X向移动，仔细观察并记录千分表在不同位置的数值和偏差，如果超出偏差范围需进行修正（详看修正偏差方法），如图9所示。

图9 径向刀架心轴的安装和千分表检测位置
注意：将千分表指针放在心轴左侧边缘，采用此种方式可以测量刀架在Z轴方向的偏差（在同一平面内好象是Z轴在移动）。

3.1.3 偏差修正
（1）首先，为了使刀架在Z轴移动时能保持与水平方向平行一致，刀架的底部安装螺栓必须松开稍许，只能松开一点点，以避免更大的偏移。

如图10和图11所示。

图10 刀架底部的装调螺栓图11 刀架顶部的装调螺栓
（2）然后，用塑料或橡胶锤子绕着摆动方向轻敲刀架，寻找合适的位置，同时通过移动各轴检查测量偏移结果。

重复上述动作直到测量结果显示刀架位置控制在允许公差范围方可，以各制造厂商提供的机床刀架允许偏移数值作为调整依据（厂家设备验收标准：刀架纵向移动与X轴平行度偏差≤±0,02/55mm）。

（3）最后，按照70 Nm扭矩力拧紧各安装螺钉，同时继续检测各轴线方向的偏移，因为在拧紧螺钉时可能又会改变与轴线的重合度。

3.2 刀架沿Z轴方向平行移动的位置校验和修正
3.2.1 轴向刀架
将千分表安装在主轴上，然后检测刀架圆盘表面，测量心轴4处位置。

测量点1和测量点2正好位于相对于X轴成900的平面（如图12所示），这两个测量点的选取非常重要。

另外两个测量点3和4必须位于平行X轴的平面。

移动X轴至X0处，测量所有4个点的数值，原则上应该不会超出偏差范围。

可以通过各机床验收说
明书中查得允许的偏移公差。

图12 心轴测量点位置图13刀架圆盘安装螺栓
修正方法和步骤如下：
（1）如图13所示，轻轻松开刀架圆盘表面装配螺栓，然后用塑料或橡胶锤子绕着摆动方向轻敲刀架，寻找合适的位置，同时增量模式下改变X轴方向位置，检查测量点和偏移值。

（2）重复上述操作方法，直到测量结果显示刀架圆盘表面位置控制在公差范围内方可，以各制造厂商提供的机床刀架允许偏移数值作为调整依据（厂家设备验收标准：刀架横向移动与X轴平行度偏差≤±0,02/55mm）。

注意：如果表面偏移超出公差范围，则需要重新修正和寻找合适的位置，消除误差。

（3）最后，按照40 Nm扭矩力拧紧各装调螺钉，同时继续检测刀架圆盘孔表面的偏移，因为在拧紧螺钉时可能又会改变与X轴线方向的平行一致度。

3.2.2 径向刀架
将千分表指针头轻放在与X轴方向平行的心轴顶部（如图14所示），刀架（心轴径向安装在刀架上）沿X轴方向移动，千分表针头相对于心轴沿长度方向进行移动，仔细观察并记录千分表在不同位置的数值和偏差，如果超出偏差范围需进行修正。

调整和修正偏差方法如下：
图14 径向刀架心轴的安装和千分表检测位置
（1）取下刀架端部的圆端盖（如图15所示），稍微松开后面的装调螺栓（如图16所示）。

在拆下端盖时最好在相关位置做好记号，因为端盖周边的数字与刀具位置号要对应，重新安装时确保与刀具号位置一致。

图15 刀架端盖图16 装调螺栓的位置
（2）如图16所示，稍微松开刀架内圈表面装调螺栓（螺栓仍保持轻微的拧紧力）。

注意：在动力联接部位进行调试的机修人员限制使用3个调整螺栓，必须将刀架沿后3个位置转动使用这个螺栓，当拧松螺栓后再将刀架转回原来的位置。

（3）然后用塑料或橡胶锤子轻敲刀架，寻找合适的位置，同时用千分表检测心轴，仔细观察X方向各点前后的偏移值。

（4）重复上述操作方法，直到测量结果显示刀架没X轴方向平行移动时偏差值置控制在公差范围内方可，以各制造厂商提供的机床刀架允许偏移数值作为调整依据（厂家设备出厂验货标准：刀架横向移动与X轴平行度偏差≤
±0,02/55mm）。

（5）最后，按照40 Nm扭矩拧紧各装调螺栓，同时继续检测刀架心轴上的偏移值，因为在拧紧螺栓时可能又会改变刀架横向移动时与X轴线方向的平行一致度。

（6）在必要的情况下，不要取下心轴，建议继续用千分表检测该心轴与Z
轴的平行度，进行再次校核与修正，防止发生偏移。