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标题: 《STM工艺》介绍 [打印本页]
作者: 洪哥    时间: 2010-10-22 12:32
标题: 《STM工艺》介绍
本帖最后由 洪哥 于 2016-8-6 20:16 编辑 5 W% C' d# o: H

2 `, T( e% J* G4 \; o下面把这篇刚刚完成的文章传上来，希望对大家有用（该文件资料包在最后）。
- S0 D$ T$ K8 M4 [* j: m4 n  l* w. C% `8 ]. c5 U6 O

+ [: ~( ]3 E7 z8 k3 d
《STM工艺》介绍

" f0 ?. \6 B; q' r9 Q* U' w
——一种保证大型环形导轨副吻合性的新方法
3 j9 [$ A! O% [& Z! \- l
7 S6 z" g9 }' }; a0 s4 G( Z
一 简介3 ~# |3 a  Z6 {, o( e( ^$ V
   “STM工艺”是武汉赛特曼机电技术发展有限公司，为保证大型环形导轨副的吻合性而探索出来的一种新方法。
; @. [1 Z; q; M- }+ H1 L    具有环形导轨副的典型机床有立式车床和回转工作台。因环形导轨副的吻合性如何将决定工作台的工作精度和承载能力，所以一直以来，各机床的制造和修理厂家均采用工作台与底座进行配刮的方式加以保证。然而随着重型机床的制造和修理业的不断发展使我们清楚地看到，传统的配刮工艺并不适用于大型机床。工作台吊上吊下及多次翻面的安全问题，还有需要长时间占用行车的问题，都是传统配刮工艺的致命弱点。那么有没有更好的办法来保证大型环形导轨副的吻合性呢？为此，武汉赛特曼机电技术发展有限公司的工程技术人员经过多年的不懈努力，终于探索出了一套全新的“STM工艺”方法。2008年10月，我们首次将这一工艺运用在上海福伊特公司的德国14米立车的大修改造项目中，成功地解决了工作台环形导轨副因吻合性不好而引起的工作台浮升量不够和重载分度时的爬行问题。经多次实际应用的检验证明，“STM工艺”不仅简单易行，吻合性效果好，而且极大地提高了施工的安全性和施工效率。
1 S9 q5 P( Z8 L" b# S    研究表明，环形导轨副的吻合性质量是由它们的切向直线度和法向凸凹的对应性决定的。如果环形导轨副切向的直线度和法向凸凹的对应性越好，那么它们的吻合性就越高。环形导轨的切向的直线度可以把它假想成从其某处截断的状况去认识和考虑，这与床身直导轨的直线度要求没有本质区别。环形导轨法向的吻合形态共有五种可能，见（图一）。- i6 T' M) c- I
[attach]1777386[/attach]: Z7 ?+ `' p0 O8 l8 ^

" H* \& [9 o) U3 Z0 m( k7 O    以上a、b、c三种吻合形态从理论上讲都是可取的，但为了便于在施工中进行掌控，因此，“STM工艺”仅以第一种吻合形态（a）作为要求。至此我们可以看出，满足环形导轨切向的直线度与法向的吻合形态条件，实际上就是满足环形导轨平面度的要求，“STM工艺”正是以此为要求的。, s9 Q- K5 {2 J; S

- O7 H/ Y' u( U8 A! J2 \    为什么要以平面度作为要求呢？这是因为：1 j) w. y1 ~3 C2 N4 A/ y
1）参照物随处存在。
( I3 o! `, t  h/ R, D2）方便修刮过程中的测量与控制。& @8 Y5 B( e, K# X( [, M; Q
   那么平面度的参照物（或标准）是什么呢？难道是同样巨大的标准研具吗？当然不是，而是随处即可检测到的“绝对水平”。研究表明，“绝对水平”是一个“非常理想的平面”。经一般计算，在地球表面一个直径10米的水域，如果不考虑振动、风或其它星体引力等因素的影响，那么该水域表面的最大弯曲度仅0.00196mm，见（图二)的计算。
1 \) j5 U; h, X* {: o3 Z[attach]1777387[/attach]
- L( G4 s( u. N- o' O7 o7 E* V) C' H" t& D! ?1 w# {3 y) ]0 C
已知：地球半径R=6371000m，AB=5m，求:BC=？
4 r5 l/ ~( n* o: J; \6 n1 }, l( i4 s% z- X9 r( h
解：[attach]1777388[/attach]
3 T- n: P/ E, G, M9 U- ~  @3 d9 D/ L5 i' b" T" g% J# H
由②得：[attach]1777389[/attach] ③3 q* z1 L! b5 a+ V) f8 |$ `; k

1 i2 E1 H! e% Y- v7 C) c③代入①得：[attach]1777390[/attach] ④9 j& a  k- _8 K+ `6 b
) E3 s- `, u; q7 b0 u9 r
将已知条件代入④计算：
/ @' J8 C% S: p; Y5 b( u; R& i5 I/ P# u+ m" q! U5 r& C
BC=0.00196 mm
; p+ h, ?( x3 z! W" Y& }) d  s/ \9 B4 e# S/ n
    因此我们相信，以水平面为参照物（或基准）修刮得到的环形导轨的平面度一定较高。可以设想，当我们把这两个“象水平面那样平”的环形导轨扣在一起话，那么它们一定贴合的非常好，非常的吻合。8 `- _; W; q: H. d4 C
    在施工过程中，平面度又将如何进行控制呢？秘诀和要领就是：严格按照《STM工艺》要求进行操作，坚持做到测量——修刮——再测量——再修刮就一定能够实现我们的目标。经常进行测量和作图，目的是为了使我们清楚地了解被修刮的环形导轨平面度的现状、修刮的量和区域。/ r- _6 }& \' r( ?, l0 h# N0 j
不是配刮，而是以水平面为基准，通过分别修刮两个环形导轨的平面度来实现环形导轨副的吻合性是“STM工艺”的核心所在。
& g! N8 {5 |: m7 ~9 d   
; e/ ?3 X7 W0 q) x    下面我们将“STM工艺”介绍给大家。, u1 a# _' L) i

" \" l4 q, L' ^0 l& s* f# c二 《STM工艺》
" X) [) H$ s9 _1 k
# M: x: G( p) y7 [0 o1 底座环形导轨平面度达标方法
' p. \3 g1 f- @1 H- p8 s0 E, r
# X# I  q5 e) ?2 a; O1.1 “米”字水平测量
6 E+ B* l1 W7 I0 c' `- N1 O1 O: z/ h    用平尺、等高铁、水平仪，以“米字形依次在环形导轨上摆放八次，将八次测得的水平读数记录于“米”字图上，见（图三)。& Y# S& s  G9 c4 K: F
[attach]1777391[/attach]2 \8 A) v3 R8 c- ]8 p9 I1 c; F$ F
1.2 调整
% Q8 |) B/ A3 s8 A$ ?9 t6 Z2 }% V5 V8 [1 \) e
    根据“米”字图对底座进行调整，使八个读数及方向符号达到技术要求，见（附录1)。
  o7 M. |: _0 W1 y; a4 r" @1 S/ i4 w  @
1.3 切向水平测量
, G! ^  g: I, o* w2 a    在环形导轨上，将短平尺和水平仪依次测得的切向水平读数填写到表格中，并根据作图计算值绘制出环形导轨的直线度曲线图，见（图表四)。
, _+ s. Q) b# _) f) a- |! U+ Y" T7 y4 S' Q& Z4 v! {
[attach]1777392[/attach]0 n+ \, Q, N$ f  p5 ~' A3 A
9 d* B5 ?( S( c& z% K1 }
[attach]1777393[/attach], H! B7 _* d" a  w
注：1）平均值=水平读数的代数差÷测量点数。$ Z& ?. T: h1 ~
    2）计算值=读数－平均值（目的是为了让起点与终点均落在横轴上）。
" b, }3 o9 Y) z/ v! v    3）直线度误差=曲线图上的总格数×0.02/1000×每段测量长度。
$ l& \/ v5 ^; n( T2 u5 M+ r0 v/ M     （以上图为例：直线度误差=14.3×0.02/1000×500=0.143mm/整圆。）9 q& H. w8 p& y

8 u6 p- b3 g! g" j1 \1.4 切向水平调整
9 h$ o6 {" L6 T$ w+ e    根据曲线图四对底座进行调整，使环形导轨的直线度达到技术要求，见（附录1)。
. v; U# K( [1 ]1 e: a2 m2 F& T* b
1.5 法向水平度测量. b4 j1 q+ o0 ]$ e  A7 [9 ~* _
    用水平仪依次测量出环形导轨的法向水平读数（24块导轨板时），并将读数记录于示意图上，见（图五)。- j$ v1 w! U( F1 e
[attach]1777394[/attach]
, H- f- l9 M0 E1 `) g$ N. Y# T- }& K  G. U- v( ~' V: Q# j

5 f$ i2 `& d0 \- p/ l, _1.6 法向水平调整
% v5 e7 n# v& t4 B, I" J    根据法向水平误差示意图调整底座垫铁，使导轨各法向水平误差达到技术要求，见（附录1)。5 M7 h9 I' ?+ D& d5 V

$ h) ^0 K: }* T& R! j' b1.7 平面度的修刮
" Q4 S, J5 V+ \9 h2 `    上述的测量与调整需反复交替进行。若精度未能达到技术要求则必需采用小平板研刮的方法来进行修复，使环形导轨的切向直线度和法向倾斜角均达到技术要求，见（附录1)。刮后即检，检后再刮，刮好为止。+ E/ X# \4 l4 G  @5 a4 u
$ d" d2 [+ I& S- ~& ~
2 工作台环形导轨平面度达标方法
# K! u" G, s  B6 v' L2.1 工作台的摆放
1 v: `0 _5 G+ `7 v7 ~' x- q2 T- {    将工作台环形导轨面向上放置于圆形均布的12个调整垫铁上，且调整垫铁均位于环形导轨的正下方。为了便于调整，需按调整垫铁的螺栓尺寸来制作一个长柄调整工具。
0 T9 Z$ r2 b  G' M6 X1 N( \
0 R) C9 C1 x. Z6 N8 N- S2.2 “米”字水平的测量与调整
; |+ P' a) F0 |% `% b    方法和要求与1.2和1.3项的内容基本相同。$ F  i3 h* \; G7 o
2.3 切向水平度的测量与调整 - A' n) w, Y2 A. d& E8 K
    方法和要求与1.4和1.5项内容基本相同。& b# _$ L( l8 i, ^5 c) z; n5 m
2.4 法向水平度的测量与调整# m2 ]1 r& X9 F* m- w8 Y7 A4 w
    方法和要求与1.6和1.7项内容基本相似。4 y6 \! N, e6 X0 h
2.5 平面度的修刮2 ?" N, w1 ?; k
    如果工作台环形导轨平面度精度未能达到技术要求，则必需用小平板进行研刮的方法来修复。测量的基准是绝对水平。测量与研刮应交替进行。刮后即检，检后再刮，刮好为止，务必满足工作台环形导轨的技术要求，见（附录1)。
2 ^2 a! Z7 b9 C5 `% j
5 A; n2 T7 \+ K5 V* Y" A# v2 {3 |1 K  Y+ O* k# }' s2 ?
三 （附录1）环形导轨精度要求：
, ]8 K$ `  P% ?( \1 r7 G7 }
8 k$ R) x, ]# s/ [- m4 y1 “米”字水平度误差≤0.03/1000mm。
0 ?' a) z# d: ^6 [: Q
& g0 r9 r( V0 y4 {: _7 M2  切向直线度≤0.06mm/整圆。
9 P2 c$ s2 T; U; @1 Y( e4 o" T8 M4 D1 s) A) ?' m
3  法向水平度误差≤0.04mm/整圆。   u  q$ B, D& {7 C: N5 g

1 N9 e' P6 P/ f4 X4  研点均匀且接触面积≥75%。
) G( p' T0 d7 D4 a& Y8 y
" I' ^# T; t1 A, j7 G' n  K, y' k' ]# J* o. r
$ Z$ G) |. t" H! l. e  x  B
                                                    洪哥 10.10.218 n% q+ e. i. g9 \
本论文已获奖- c6 y# O. k* b0 M) R! O8 k1 h9 |
[attach]1969164[/attach]
作者: dlinmin    时间: 2010-10-23 06:04
谢谢洪哥了.
作者: zpc64    时间: 2010-10-23 19:44
新工艺值得学习，谢谢洪斑竹！
作者: 洪哥    时间: 2010-10-23 20:55
本帖最后由 洪哥 于 2010-11-8 13:50 编辑
  j! [0 f9 x: u3 [' L& G# k1 s) S4 o, [7 p+ L; k
非常感谢各位的大力支持！
作者: 洪哥    时间: 2010-11-8 14:22
本帖最后由 洪哥 于 2011-9-10 10:29 编辑
% u: m7 c! L( N: z; z
# u' c7 |/ d6 [感谢朋友们的讨论和支持！
作者: 椰壳哒哒    时间: 2011-1-21 13:51
感谢版主的无私，来学习了
作者: 冷冬    时间: 2011-9-8 15:27
本帖最后由 洪哥 于 2011-9-10 10:31 编辑 + a" B7 Q4 C6 B2 L
- y: U/ e! m) }7 T6 [7 m
看到洪哥的东东就下载了，谢谢！
作者: hunghe    时间: 2011-10-21 13:53
下载了，谢谢！
作者: zxf316    时间: 2011-10-24 09:20
下载，学习下
  u5 R% |" [6 K% V+ l' K5 K谢谢LZ的奉献
作者: 洪哥    时间: 2011-11-13 09:26
本论文已获奖。
作者: dai253598864    时间: 2012-4-22 21:48
新工艺 值得学习  
作者: 75909015    时间: 2012-5-12 06:14
本帖最后由 75909015 于 2012-5-12 06:16 编辑
) I7 J. R; S3 [+ W4 J  O4 O
2 p4 F9 h( M' h1 n; u感谢洪哥的帖子，正需要此类资料！
作者: 675197850    时间: 2012-8-27 10:22
感谢洪哥的资料，传统的配刮确实存在耗费时间长、占用维修空间大等缺点和一些翻转时的安全隐患。希望您以后能多多的发一些这样的论文，慢慢的向您学习。
作者: guxingshan    时间: 2012-9-7 10:07
洪哥强悍啊。学习了。
作者: hongwei_1987jp    时间: 2012-10-23 21:25
洪哥，谢谢分享，你那个证书很耀啊
作者: tangcarlos3d    时间: 2012-10-23 21:53
好文章，收藏了。
作者: 洪哥    时间: 2012-10-24 09:53
感谢大家的支持！
作者: a-ma    时间: 2012-10-25 08:15
啧啧！专家级人物！
作者: 洪哥    时间: 2012-11-1 10:49
a-ma 发表于 2012-10-25 08:15 static/image/common/back.gif
8 S1 I, t) C0 f! A3 x啧啧！专家级人物！

- G- V; ]. L, Y! ]) V- a3 L" i感谢支持！
作者: cnxiaomao    时间: 2012-11-4 22:11
洪哥所创  必属精品啊！！！' B% T" c( O" y- }9 r' c
有很多还是不懂   学习了   
作者: 洪哥    时间: 2012-11-5 10:20
本帖申请精华通过了，非常感谢大家的支持和鼓励！
作者: sison    时间: 2012-11-13 20:56
收藏，帮顶！
作者: 0203cj    时间: 2012-11-14 00:12
都是大家伙的啊 有小的机床像小  加工中心的东西吗？看你的东西很受教  
4 T; _- B' ]- ?4 G请教老大的问题 丝杆的预拉伸 在非恒温车间装配的时候 预拉伸的值和扭力怎么随温度的变化怎么改变 怎么计算呢  
作者: 洪哥    时间: 2012-11-14 10:16
本帖最后由 洪哥 于 2012-11-14 10:19 编辑 2 z" K# e9 e8 S2 e! O' P, B$ ~
0203cj 发表于 2012-11-14 00:12 http://www.3dportal.cn/discuz/static/image/common/back.gif5 e3 D3 i8 ?4 q5 S3 W( C3 D
都是大家伙的啊 有小的机床像小  加工中心的东西吗？看你的东西很受教  % M1 f3 K" O0 k" h  v
请教老大的问题 丝杆的预拉伸 ...

# ~- C/ w1 U! H- s  A. g7 h
4 r+ [( _3 T- N% W8 h& h: b对不起，我没有小加工中心维修方面的资料。
9 H3 R' q% R  [; `$ Z+ P因滚珠丝杆与其安装部位的部件材料的热膨胀系数基本相同，它们的线性尺寸是随着环境温度温度变化而一同变化的，所以滚珠丝杆的预拉伸量和扭力扭力也就能保持基本不变。
4 [- k" q# }+ p% M1 O: [  Y- r只有在反复快速移动时，滚珠丝杆的长度尺寸及扭力才有明显变化，但实际加工时因移动速度并不高，所以只要有足够的润滑油就不会引起滚珠丝杆的温升，扭力就会维持工艺的设定值基本不变了。/ C/ m% e8 q$ Z- B5 ]; ?9 A. Z
欢迎光临！
作者: sison    时间: 2012-11-14 20:57
0203cj 发表于 2012-11-14 00:12 http://www.3dportal.cn/discuz/static/image/common/back.gif- V/ ~) w  L8 {# @; u  N1 Y$ j
都是大家伙的啊 有小的机床像小  加工中心的东西吗？看你的东西很受教  ; ]" y7 d, E0 |
请教老大的问题 丝杆的预拉伸 ...

8 v, A9 O& J, Q& C7 d" T6 i" B) p# M+ }
国内有的丝杠厂商是这样规定“丝杠预拉伸的行程补偿值C”的
9 R& i4 L4 B) ]6 T" n                        C=α*Δt*L* D- P" G* u' ?6 A
其中  α——丝杠的线膨胀系数，是11.8x10的-3次方
4 p9 {4 U( o* Z! Q- |% Q) C        Δt——温度变换值，约为2~5°C; l" Z9 l( m1 m* L/ W
         L——丝杠的有效行程- @+ K1 y( m: ]& z
               预拉伸力 F=1.95*Δt*d*d
! _+ C; G) e9 Z( G" \7 C) S         d——丝杠螺纹底径
/ r# Z. l% Y, `感觉这个“丝杠预拉伸的行程补偿值”等于丝杠预拉伸长度
作者: 0203cj    时间: 2012-11-15 04:08
谢谢几位 ，这些资料我有 也有专业的软件计算（南艺的） 但是我看 密克郎的加工中心的设计标准和我们国内这种理论有差异
7 d; N3 P) Y; \1 ^; u所以才问的 他们的控制精度很高 在温度的算法上不一样 他们依据是温度引起的实际误差和我们说的有误差
3 t) h6 w7 m" D4 b$ B; Q) N- w0 I我们的膨胀算法不适合温度波动在10度以上的范围 这是看他们的一个数据里提到的 4 v; f+ i+ d9 A# e* B9 R* p
还有他们的高档机还是用的皮带连接的 而不是连轴器直连  这也和书本的理论有点不符合了（他们的目的是克服电机温度提供连轴器对丝杆的影响）
作者: 洪哥    时间: 2012-11-15 21:23
本帖最后由 洪哥 于 2012-11-15 21:35 编辑
( L: g% A, J1 Y  d1 b# r
0203cj 发表于 2012-11-15 04:08 http://www.3dportal.cn/discuz/static/image/common/back.gif
! t1 z0 P8 g) n' M' Z7 K, j# ^4 u谢谢几位 ，这些资料我有 也有专业的软件计算（南艺的） 但是我看 密克郎的加工中心的设计标准和我们国内 ...
' T6 G7 J4 x$ r( I6 E" r3 U
! [3 s% s) {+ E0 I9 {. d
现将你23楼和26楼的问题作一解答，纯属个人观点，仅供参考。
/ H% L# z' h0 N5 m/ r8 P1）滚珠丝杆预紧后，尽管环境温度在变化，但其扭矩的大小变化微乎其微，不必考虑。( ]* c$ b+ P3 X+ V, {+ M8 l
2）室温的变化会引起直线轴尺寸的变化，对于高精度机床和精度要求很高的加工来说，应该在冬、夏、春、秋分别对机床做位置精度的检查和补偿。: Y7 r  b- ~1 U3 A( }/ v
实际上，你23、26楼说的是两个不同的问题。
作者: wxb3d    时间: 2012-12-20 20:26
下了，还是要顶一顶。洪哥的东西就是好。
作者: 我在旌城    时间: 2014-10-20 22:21
:good:good                                                                                                               
作者: 我在旌城    时间: 2016-1-29 20:37
STM   怎么命名的呐  
/ ]$ b4 S  B% S/ \, I% T. p6 _) [
四个字  绝对水平   
作者: 我在旌城    时间: 2016-1-29 20:37
STM   怎么命名的呐  
. b$ I& e/ p/ n; d; k
* {& n0 g% N1 {四个字  绝对水平  
作者: 洪哥    时间: 2016-3-18 00:24
我在旌城 发表于 2016-1-29 20:37 static/image/common/back.gif
) K0 |7 f- ~5 I! D0 P. }. I7 {STM   怎么命名的呐  
$ N/ [2 M" k9 a  c* v, }! E
$ `) s8 P0 Q1 T9 l8 V四个字  绝对水平
. F- D3 S% _9 K1 N- J  {& E
stm它代表科学技术发展的意思http://www.3dportal.cn/discuz///mobcent//app/data/phiz/default/53.png
4 [1 [2 A- ]( O' M6 e( M



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