机床检验棒的优化设计探析

摘要：目前机床一般采用伺服电机驱动丝杠螺母副带动部件直线进给，在安装丝杠螺母副与伺服电机时，需要与丝杠轴承座、电机座、机床滑座配合安装，且对丝杠螺母副装配精度要求较高。因此安装前，须用专用检具机床检验棒对丝杠轴承座、电机座、滑座丝杠螺母安装孔的同轴度进行校验。但现有机床检验棒常采用GB/T25377-2010进行制造，其结构上无固定孔，对于部分结构特殊的机床，该检验棒无法在机床的电机座、丝杠轴承座上进行固定。而通过在棒体上设置法兰，法兰上沿圆周方向等角度地设置多个定位孔，即可使机床检验棒在不同类型机床的电机座、丝杠轴承座以及滑座上安装，结构简单，适配性好。

关键词：机床；生产装配；检验棒优化设计

1机床检验棒优化的初步思路

鉴于现有机床检验棒的不足之处，根据实际机床生产装配经验，需将原有机床检验棒优化成能够固定设置在电机座和丝杠轴承座上的机床检验棒。为此，拟采用以下思路对传统机床检验棒进行优化：首先在机床检验棒棒体1的一端固定设置法兰2以及非检测部分3，非检测部分最好设计为圆柱状，便于搬运和取放。接着在该法兰上沿圆周方向等角度地设置若干个定位通孔4。检验棒棒体设计为圆柱状，该棒体侧壁的表面粗糙度要求较高，为Ra0.8，有利于提高检测精度。然后在棒体和非检测部分上对称设计有中心孔5，便于驱动顶尖对机床检验棒进行装夹，提高加工生产效率。最后在靠近法兰的一端棒体上设计有圆环状的装配部分，装配部分的圆度和圆柱度控制在为0.003以内，在装配部分远离法兰的一端设计倒角，便于机床检验棒快速安装在电机座和丝杠轴承座上。通过设置法兰，在装配时机床检验棒与丝杠轴承座之间能够通过定位孔和预设在丝杠轴承座的安装孔螺栓连接，结构简单，装配简便，适配性好；同理，机床检验棒与电机座和滑座的连接也可以通过同样的方式。

2机床检验棒再优化的具体思路

对机床检验棒初步优化（称为第一机床检验棒11）的基础上，在检验棒棒体靠近法兰的一端再增加设计一个圆环状的装配部分6。该装配部的圆度和圆柱度设置为0.003。通过设置这一装配部分，再次优化机床检验棒（称为第二机床检验棒12）便于机床检验棒在丝杠轴承座和电机座上实现周向定位。

3机床检验棒优化后的实际应用效果

3.1检测丝杠轴承座7与滑座丝杠螺母安装孔同轴度

在机床装配过程中，在检测丝杠轴承座7与滑座丝杠螺母安装孔同轴度时，将第二机床检验棒12通过螺栓与丝杠轴承座的定位螺孔配合，安装在丝杠轴承座上；将第一机床检验棒11通过螺栓与在滑座丝杠螺母安装孔配合，安装在滑座9上，将检测用的百分表固定在机床直线导引副的滑块上，百分表的检测触头抵触在检验棒的棒体上，然后移动滑块，观察百分表的示数变化，从而可以快速判断两者的同轴度是否一致。

3.2检测电机座8和丝杠轴承座7的同轴度

在机床装配过程中，在检测电机座8和丝杠轴承座7的同轴度时，将两个第二机床检验棒12分别通过螺栓与丝杠轴承座和电机座的定位螺孔配合，安装在电机座和丝杠轴承座上，将检测用的百分表固定在机床直线导引副的滑块上，百分表的检测触头抵触在检验棒的棒体上，然后移动滑块，观察百分表的示数变化，从而可以快速判断两者的同轴度是否一致。总之，从以上两个检验实例可以看出，与现有机床检验棒技术相比，通过在棒体上增加法兰设计，优化检验棒结构，便于机床检验棒适配安装在不同类型机床的电机座、丝杠轴承座以及滑座上，从而可以实现快速检验丝杠轴承座与滑座丝杠螺母安装孔的同轴度以及电机座和丝杠轴承座的同轴度，结构简单，装配方便，使用便捷，适配性好。目前，这一机床检验棒的创新性结构优化设计完全满足机床装配过程中对丝杠轴承座与滑座丝杠螺母安装孔的同轴度以及电机座和丝杠轴承座的同轴度的检验要求，符合当前工业制造4.0背景下的机床的安装要求，在机床生产行业进行机床试制装配时由企业进行试用优化后的机床检验棒进行同轴度检验，受到使用者广泛好评。

作者：曾超峰 刘碧云 刘志峰 单位：广东原点智能技术有限公司