印刷機主體結構裝配時的傳統定位方法 ,一直沿用芯軸定位的方法。經研究表明 ,這種方法存在較大的定位誤差 ,影響印刷機的裝配質量和使用壽命 ,同時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算方法 ,計算出現在采用的定位方法產生的定位誤差值 ,在結合當前改進、提高和采用現代檢測技術的基礎上 ,計算出采用新的定位方法產生的定位誤差 ,從而大幅度地提高定位精度 ,對印刷機的工作精度產生深遠影響。該方法經部分企業應用 ,取得了較好的實際效果。

印刷機的整體結構是以兩塊墻板為支撐基礎件 ,在兩塊墻板之間安裝大量軸輥類零件 ,使連續行進的承印物從排列有序的軸、輥、滾筒間穿過 ,在承印物行進中 ,進行諸如張力控制、送紙、調偏、給水、給墨、印刷 (套印) 、裁切、輸紙、紙張交接、打號碼、烘干、冷卻、上光及各種保證印刷過程自動完成的機構。

因此 ,在保證加工質量的前提下 ,墻板裝配質量的優劣 ,將直接影響整機質量和精度保持性。作為印刷機的主要基礎件 ,它還影響著完成印刷全過程各種功能零件的質量和壽命。本文從現有的裝配定位工藝方法入手 ,通過定位產生誤差的計算 ,分析主要基礎件產生定位誤差的原因 ,從而提出幾種新的裝配定位方法 ,以提高裝配定位精度 ,進一步提高印刷質量。同時 ,也為印刷企業對印刷機大、中修提供了裝配方法和手段。

一、 關系式推導

傳統的基礎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計基準、裝配基準、定位基準三統一 ,基準重合可以 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 ,即使芯軸轉動靈活 ,間隙的存在也會產生同軸度誤差.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。大跨度的印刷機墻板由于間隙的存在 ,產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、輥之間的相對位置 ,似乎影響不大 ,但是 ,眾多的傳動、 操縱和自動控制零件則會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生的關系式 ,先提出以下約束條件 :

1.墻板底平面是支撐基準 ,也是加工時的導向基準 ,因此可以認為兩塊墻板上的所有同位孔相對支撐基準高度尺寸一致 ,裝配時 ,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 ,產生最大同軸度誤差的位置是 :一個孔的兩端與芯軸定位部分對角 接觸(見圖 1) ,另一個孔內側與芯軸定位部分接觸 , 從理論上講 ,此時轉動芯軸也應該靈活 ;

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

4.一般兩塊墻板對應孔徑相同 ,為使推導的關 系式有普遍意義 ,特假設兩對應孔為不等徑孔。

二、 同軸度誤差分析

印刷機三大基礎件按現行裝配工藝進行定位裝配產生的同軸度誤差 ,可以采用前面推導的3個關系式進行核算。(4)式為同軸度誤差的通用計算式 ,但其中沒有包含拉軸、拉梁的一致性產生的誤差.(6)式是同軸度誤差的簡化計算式 ,即式中的變量符合印刷機的現實設計。(9)式為同軸度誤差的綜合式計算式 ,即同時考慮間隙和拉軸、拉梁一致性誤差兩個因素的計算式。

進行同軸度誤差分析有以下幾種情況 :

1.僅考慮間隙影響產生的同軸度誤差 ;

2.綜合考慮間隙和一致性產生的同軸度誤差 ;

3.用極大值的方法求出最大同軸度誤差 ;

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

三、 提高裝配質量的措施

1.傳統定位方法的改進

采用定位芯軸裝配比較方便 ,而且經多年的使用已經習慣 ,在這種定位方法上加以改進也能取得較好的同軸度精度。 一種方法是可以在芯軸轉動靈活的基礎上 ,轉動芯軸來測量與墻板大面的垂直度。另一種方法是相對基準墻板 ,另一塊墻板沿平行方向 ,向兩個方向移動到芯軸靈活轉動的最遠距離 ,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生的同軸度誤差 ,中點讀數位置應該是第一塊墻板孔的中心線位置 ,從道理上講精度能達到很高的水平。由于在轉動芯軸時 ,沒有規定轉動力矩的大小 ,因此求出的最遠點可能存在誤差.為了提高裝配精度 ,在墻板移動接近最遠點位置時 ,移動步距越小越好。移動墻板可以用敲打的方法 ,但最好做一個靠螺旋力推動墻板移動的工具 ,能收到較好的效果。

2.用拉表的方法保證同軸度要求

這種方法和傳統方法的相同點都是以靠塞確 定第一塊墻板的位置 ,第二塊墻板位置傳統的定位方法是用定位芯軸轉動靈活來確定 ,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拉表測量墻板側面一致性 ,從而保證孔的同軸度。 此法的優點主要是消除了定位間隙對同軸度的影 響 ,但是 ,它也對墻板和底盤提出了特殊要求 :

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

2) 底盤端面應和側面或預做的靠塞孔中心線 垂直 ;

3) 墻板側面與軸孔平行 ,加工時它們的定位基準都是墻板大平面 ,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.為了計算方便 ,對墻板孔和側面平行度誤差、靠塞的塞尺量誤差、墻板孔到側面的一致性誤差、底盤的平面度誤差等誤差忽略不計。這時 ,同軸度wu差δ= 0100615  。

 這個計算結果表明 ,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。當然 ,影響同軸度的誤差因素相當多 ,有些還涉及到設計和工藝的改進 ,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 ,即印刷機底盤在進行零件加工時 ,用加工中心預先加工出4個圓柱靠塞孔 ,裝配時壓入圓柱銷 ,并用0102mm塞尺檢驗接觸情況。采用這種方法獲得的同軸度精度低于拉表測量法 , 其原因主要取決于4個靠塞孔加工的位置精度 ,當然也和塞尺量、墻板側面的一致性有關。如果兩組靠塞的重直度為0105、塞尺量為0102 ,按拉表法計算公式推斷 , 產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的定位方法提高精度10倍以上。

4.采用激光測量系統定位方法

當測量直角時，首先在X方向上測量兩點并記錄，然后使用激光發射器D22內置的棱鏡，使激光束偏轉90度,在Y方向上測量兩點并記錄，測量值轉換為角度值，顯示為X與Y方向上的偏差。

四、結論

傳統的墻板定位方法產生很大的同軸度誤差已毋庸置疑 ,除本文計算證明外 ,在實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 ,指出了采用先進檢測技術的方向。這些提高同軸度精度的措施 ,同樣適用于與印刷機結構類似的其他印刷機械。