印刷機(jī)主體結(jié)構(gòu)裝配時(shí)的傳統(tǒng)定位方法 ,一直沿用芯軸定位的方法。經(jīng)研究表明 ,這種方法存在較大的定位誤差 ,影響印刷機(jī)的裝配質(zhì)量和使用壽命 ,同時(shí)影響到印刷的套印精度。以誤差最大值、平均值和忽略極小量的計(jì)算方法 ,計(jì)算出現(xiàn)在采用的定位方法產(chǎn)生的定位誤差值 ,在結(jié)合當(dāng)前改進(jìn)、提高和采用現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上 ,計(jì)算出采用新的定位方法產(chǎn)生的定位誤差 ,從而大幅度地提高定位精度 ,對(duì)印刷機(jī)的工作精度產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。該方法經(jīng)部分企業(yè)應(yīng)用 ,取得了較好的實(shí)際效果。

印刷機(jī)的整體結(jié)構(gòu)是以兩塊墻板為支撐基礎(chǔ)件 ,在兩塊墻板之間安裝大量軸輥類零件 ,使連續(xù)行進(jìn)的承印物從排列有序的軸、輥、滾筒間穿過 ,在承印物行進(jìn)中 ,進(jìn)行諸如張力控制、送紙、調(diào)偏、給水、給墨、印刷 (套印) 、裁切、輸紙、紙張交接、打號(hào)碼、烘干、冷卻、上光及各種保證印刷過程自動(dòng)完成的機(jī)構(gòu)。

因此 ,在保證加工質(zhì)量的前提下 ,墻板裝配質(zhì)量的優(yōu)劣 ,將直接影響整機(jī)質(zhì)量和精度保持性。作為印刷機(jī)的主要基礎(chǔ)件 ,它還影響著完成印刷全過程各種功能零件的質(zhì)量和壽命。本文從現(xiàn)有的裝配定位工藝方法入手 ,通過定位產(chǎn)生誤差的計(jì)算 ,分析主要基礎(chǔ)件產(chǎn)生定位誤差的原因 ,從而提出幾種新的裝配定位方法 ,以提高裝配定位精度 ,進(jìn)一步提高印刷質(zhì)量。同時(shí) ,也為印刷企業(yè)對(duì)印刷機(jī)大、中修提供了裝配方法和手段。

一、 關(guān)系式推導(dǎo)

傳統(tǒng)的基礎(chǔ)件同軸度精度的定位方法多采用芯軸定位方式。這種方法從理論上講可以做到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)三統(tǒng)一 ,基準(zhǔn)重合可以 提高裝配精度。但是 ,由于墻板定位孔存在形狀、 位置和尺寸誤差 ,芯軸的定位部分也給定公差值 , 兩塊墻板在用芯軸定位時(shí) ,即使芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)靈活 ,間隙的存在也會(huì)產(chǎn)生同軸度誤差.顯而易見 ,隨著兩 塊墻板距離的拉大 ,同軸度誤差值和墻板間距成正比、和配合間隙大小成正比。大跨度的印刷機(jī)墻板由于間隙的存在 ,產(chǎn)生的同軸度誤差不容忽視。雖然軸、輥裝配以后 ,可以從公共軸線來確定軸、輥之間的相對(duì)位置 ,似乎影響不大 ,但是 ,眾多的傳動(dòng)、 操縱和自動(dòng)控制零件則會(huì)處于惡劣的工作條件 ,更重要的是精度保持性差。 為建立間隙、墻板間距和同軸度誤差產(chǎn)生的關(guān)系式 ,先提出以下約束條件 :

1.墻板底平面是支撐基準(zhǔn) ,也是加工時(shí)的導(dǎo)向基準(zhǔn) ,因此可以認(rèn)為兩塊墻板上的所有同位孔相對(duì)支撐基準(zhǔn)高度尺寸一致 ,裝配時(shí) ,兩塊墻板的水平 位置由芯軸定位確定 ;

2.可以從直觀的角度想像出 ,產(chǎn)生最大同軸度誤差的位置是 :一個(gè)孔的兩端與芯軸定位部分對(duì)角 接觸(見圖 1) ,另一個(gè)孔內(nèi)側(cè)與芯軸定位部分接觸 , 從理論上講 ,此時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)芯軸也應(yīng)該靈活 ;

3.墻板在彎板立面定位 (臥鏜) 或立式加工中心工作臺(tái)上合鏜加工(也可以分鏜加工) ,所以認(rèn)為兩塊墻板孔軸線同向 ,但對(duì)墻板大平面的角度不同 ,這反映了拉軸、拉梁的一致性精度 ;

4.一般兩塊墻板對(duì)應(yīng)孔徑相同 ,為使推導(dǎo)的關(guān) 系式有普遍意義 ,特假設(shè)兩對(duì)應(yīng)孔為不等徑孔。

二、 同軸度誤差分析

印刷機(jī)三大基礎(chǔ)件按現(xiàn)行裝配工藝進(jìn)行定位裝配產(chǎn)生的同軸度誤差 ,可以采用前面推導(dǎo)的3個(gè)關(guān)系式進(jìn)行核算。(4)式為同軸度誤差的通用計(jì)算式 ,但其中沒有包含拉軸、拉梁的一致性產(chǎn)生的誤差.(6)式是同軸度誤差的簡(jiǎn)化計(jì)算式 ,即式中的變量符合印刷機(jī)的現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)。(9)式為同軸度誤差的綜合式計(jì)算式 ,即同時(shí)考慮間隙和拉軸、拉梁一致性誤差兩個(gè)因素的計(jì)算式。

進(jìn)行同軸度誤差分析有以下幾種情況 :

1.僅考慮間隙影響產(chǎn)生的同軸度誤差 ;

2.綜合考慮間隙和一致性產(chǎn)生的同軸度誤差 ;

3.用極大值的方法求出最大同軸度誤差 ;

4.按全面質(zhì)量管理的方法 ,考慮加工、裝配產(chǎn) 生誤差的正態(tài)分布 ,求出的合理的同軸度誤差.

三、 提高裝配質(zhì)量的措施

1.傳統(tǒng)定位方法的改進(jìn)

采用定位芯軸裝配比較方便 ,而且經(jīng)多年的使用已經(jīng)習(xí)慣 ,在這種定位方法上加以改進(jìn)也能取得較好的同軸度精度。 一種方法是可以在芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)靈活的基礎(chǔ)上 ,轉(zhuǎn)動(dòng)芯軸來測(cè)量與墻板大面的垂直度。另一種方法是相對(duì)基準(zhǔn)墻板 ,另一塊墻板沿平行方向 ,向兩個(gè)方向移動(dòng)到芯軸靈活轉(zhuǎn)動(dòng)的最遠(yuǎn)距離 ,然后取中。采用第二種方法 ,可以消除定位芯軸和墻板孔間隙產(chǎn)生的同軸度誤差 ,中點(diǎn)讀數(shù)位置應(yīng)該是第一塊墻板孔的中心線位置 ,從道理上講精度能達(dá)到很高的水平。由于在轉(zhuǎn)動(dòng)芯軸時(shí) ,沒有規(guī)定轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的大小 ,因此求出的最遠(yuǎn)點(diǎn)可能存在誤差.為了提高裝配精度 ,在墻板移動(dòng)接近最遠(yuǎn)點(diǎn)位置時(shí) ,移動(dòng)步距越小越好。移動(dòng)墻板可以用敲打的方法 ,但最好做一個(gè)靠螺旋力推動(dòng)墻板移動(dòng)的工具 ,能收到較好的效果。

2.用拉表的方法保證同軸度要求

這種方法和傳統(tǒng)方法的相同點(diǎn)都是以靠塞確 定第一塊墻板的位置 ,第二塊墻板位置傳統(tǒng)的定位方法是用定位芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)靈活來確定 ,而這種定位方法不再用芯軸定位。拉表法是以底盤端面為基準(zhǔn)拉表測(cè)量墻板側(cè)面一致性 ,從而保證孔的同軸度。 此法的優(yōu)點(diǎn)主要是消除了定位間隙對(duì)同軸度的影 響 ,但是 ,它也對(duì)墻板和底盤提出了特殊要求 :

1) 墻板側(cè)面(指拉表面) 到軸孔的距離一致 ,這 點(diǎn)可以由合裝加工或加工中心單片加工來保證 ;

2) 底盤端面應(yīng)和側(cè)面或預(yù)做的靠塞孔中心線 垂直 ;

3) 墻板側(cè)面與軸孔平行 ,加工時(shí)它們的定位基準(zhǔn)都是墻板大平面 ,這也是容易做到的。 采用這種定位方法 ,同軸度誤差主要來自靠塞 和底盤端面的垂直度誤差 ;拉軸、拉梁的一致誤差.為了計(jì)算方便 ,對(duì)墻板孔和側(cè)面平行度誤差、靠塞的塞尺量誤差、墻板孔到側(cè)面的一致性誤差、底盤的平面度誤差等誤差忽略不計(jì)。這時(shí) ,同軸度wu差δ= 0100615  。

 這個(gè)計(jì)算結(jié)果表明 ,采用這種定位方法使兩塊 墻板的同軸度精度大大提高 ,甚至提高精度100多倍。當(dāng)然 ,影響同軸度的誤差因素相當(dāng)多 ,有些還涉及到設(shè)計(jì)和工藝的改進(jìn) ,但無疑這是提高同軸度較好的裝配方法。

3.采用雙靠塞的定位方法

前面闡述的兩種墻板定位方法都是一塊墻板用靠塞定位 ,另一塊墻板靠拉軸、拉梁定位。兩塊墻板定位一種方法是用孔定向 ,一種方法是用墻板側(cè)面拉表定位。雙向靠塞定位方法 ,就是把拉表定位改為靠塞定位 ,即印刷機(jī)底盤在進(jìn)行零件加工時(shí) ,用加工中心預(yù)先加工出4個(gè)圓柱靠塞孔 ,裝配時(shí)壓入圓柱銷 ,并用0102mm塞尺檢驗(yàn)接觸情況。采用這種方法獲得的同軸度精度低于拉表測(cè)量法 , 其原因主要取決于4個(gè)靠塞孔加工的位置精度 ,當(dāng)然也和塞尺量、墻板側(cè)面的一致性有關(guān)。如果兩組靠塞的重直度為0105、塞尺量為0102 ,按拉表法計(jì)算公式推斷 , 產(chǎn)生同軸度誤差的最大值約為011mm左右。采用這種定位方法要比傳統(tǒng)的定位方法提高精度10倍以上。

4.采用激光測(cè)量系統(tǒng)定位方法

當(dāng)測(cè)量直角時(shí)，首先在X方向上測(cè)量兩點(diǎn)并記錄，然后使用激光發(fā)射器D22內(nèi)置的棱鏡，使激光束偏轉(zhuǎn)90度,在Y方向上測(cè)量兩點(diǎn)并記錄，測(cè)量值轉(zhuǎn)換為角度值，顯示為X與Y方向上的偏差。

四、結(jié)論

傳統(tǒng)的墻板定位方法產(chǎn)生很大的同軸度誤差已毋庸置疑 ,除本文計(jì)算證明外 ,在實(shí)際裝配和用戶反映中也得到了證明。本文提出的4種裝配定位方法 ,既兼顧了目前傳統(tǒng)定位方法的改善 ,又提出了提高同軸度精度的 具體措施 ,指出了采用先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)的方向。這些提高同軸度精度的措施 ,同樣適用于與印刷機(jī)結(jié)構(gòu)類似的其他印刷機(jī)械。