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       為解決臥式加工中心立柱裝配的精度調(diào)節(jié)比較繁瑣的問題，設(shè)計了底座結(jié)構(gòu)，使立柱裝配精度調(diào)節(jié)更方便，顯著地提高了工作效率并保證了機(jī)床精度。

　　隨著科技的進(jìn)步， 作為工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)備的機(jī)床向著高速、高精密的方向發(fā)展，人們對機(jī)床的精度提出了更高的要求。影響機(jī)床精度的因素主要有零件加工精度、裝配精度、環(huán)境溫度及濕度等。本文通過設(shè)計新型立柱及底座結(jié)構(gòu)，以達(dá)到提高立柱裝配精度、簡化生產(chǎn)流程和提高工作效率的目的。

　　本文設(shè)計了與立柱裝配的底座，既方便于導(dǎo)軌滑塊的安裝，又方便于立柱的精度調(diào)節(jié)。本文以我廠HP200/D臥式加工中心為例，闡述立柱和底座結(jié)構(gòu)，并分析該結(jié)構(gòu)相對傳統(tǒng)立柱結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。

　　1.立柱和底座結(jié)構(gòu)

　　本立柱下表面在左、右、后三邊中點(diǎn)處，分別開100mm×170mm×30mm的鍵槽，槽的兩個側(cè)面為精加工面。

　　底座上表面對應(yīng)立柱鍵槽位置， 同樣開1 0 0 m m ×170mm×30mm的鍵槽A1、A2、A 3 ， 槽的兩個側(cè)面為精加工面。底座上表面左、右邊再開100mm×140mm×30mm的槽B1、B2、B3、B4，并在與立柱緊固的螺釘孔周圍，加工出8個灌膠區(qū)域，

　　2. 裝配與調(diào)節(jié)精度

　　(1)立柱與底座裝配。在床身精度調(diào)節(jié)完畢之后，將底座與床身上的導(dǎo)軌滑塊用螺釘聯(lián)接起來，按工藝要求調(diào)好底座與床身基準(zhǔn)導(dǎo)軌基準(zhǔn)邊的垂直度、平行度等。

　　將調(diào)節(jié)立柱扭轉(zhuǎn)(B 軸方向)的楔塊K3裝入A1、A2、A3槽中，與底座用螺釘緊固牢靠。再將調(diào)節(jié)立柱傾仰的楔塊T1、T2裝入B1、B2、B3、B4槽中，如圖2所示。最后將密封條裝入8處灌膠區(qū)外側(cè)的溝槽中，如圖3所示。

　　將立柱底面涂抹脫模劑，待脫模劑自然風(fēng)干，表面沒有金屬裸露點(diǎn)后，將立柱吊裝到底座上。立柱與底座位置初對準(zhǔn)后，擰上安裝螺釘并且初預(yù)緊，如圖4所示。再將3組楔塊K1、K2分別裝入楔塊K3兩側(cè)。

　　(2)調(diào)節(jié)精度。為保證機(jī)床主軸中心線與Z軸基準(zhǔn)邊平行，必須調(diào)整立柱扭轉(zhuǎn)。此時可以通過裝在A1、A2、A3槽中的楔塊K1、K2插入槽中的深度，來調(diào)節(jié)立柱扭轉(zhuǎn)。

　　當(dāng)A1、A2、A3三個槽中的楔塊K2向立柱中心移動，楔塊K1向遠(yuǎn)離中心移動時，立柱沿B軸正方向旋轉(zhuǎn)。反之立柱即向B軸負(fù)方向旋轉(zhuǎn)，達(dá)到調(diào)節(jié)立柱扭轉(zhuǎn)，使主軸中心線與Z軸基準(zhǔn)邊平行的目的。調(diào)節(jié)機(jī)床Y軸導(dǎo)軌面與Z軸導(dǎo)軌面垂直度時，需要調(diào)節(jié)楔塊T1。

　　楔塊T1、T2接合面是1∶100斜度，當(dāng)螺釘擰入楔塊T2內(nèi)螺紋時，螺釘壓緊墊圈使墊圈和楔塊T1同時向立柱中心移動，并有由斜面帶來的向上移動。這樣B1、B2、B3、B4槽中的楔塊就將立柱在左前、左后、右前及右后四個點(diǎn)上頂起一定位移。這樣通過調(diào)節(jié)立柱傾仰，來調(diào)節(jié)Y軸導(dǎo)軌面與Z軸導(dǎo)軌面的垂直度。

　　3. 灌膠

　　待主軸箱、工作臺等機(jī)床主要功能部件安裝完畢后，機(jī)床X、Y、Z三軸的精度調(diào)整完畢，達(dá)到《機(jī)床驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》，并得到客戶認(rèn)可后，進(jìn)行灌膠。選用常見的環(huán)氧樹酯為主要成分的液態(tài)填料膠，其優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高、耐高溫和化學(xué)穩(wěn)定性好。

　　灌膠時，工作人員將灌注工具擰入底座側(cè)面的螺紋孔中，向孔內(nèi)注膠。膠會沿著注膠孔向上流動，將灌膠區(qū)域的空氣排出。等立柱側(cè)面的出氣孔中有膠出現(xiàn)時，此時膠填滿灌膠區(qū)域，如圖5所示，停止灌膠。

　　依次將8個灌膠區(qū)作業(yè)完畢，按照灌膠說明書規(guī)定的時間等待膠的固化。固化后的膠與安裝螺釘共同緊固了立柱與底座，這樣立柱既保持了Y軸的各項(xiàng)精度，又承載了切削力及傾覆力矩，保證機(jī)床進(jìn)行粗加工及精加工切削作業(yè)。

　　4. 本結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)

　　傳統(tǒng)立柱裝配后的精度調(diào)節(jié)靠刮研立柱底面。此工藝需要用吊車將立柱起吊卸下，并翻轉(zhuǎn)到方便刮研的位置，工作人員才能刮研。當(dāng)精度未達(dá)到合理范圍內(nèi)時，還要進(jìn)行反復(fù)刮研，還附帶涂顯色劑、對研，其工序復(fù)雜、作業(yè)量極大、生產(chǎn)效率極低。有些機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)將上述方法改進(jìn)為立柱與導(dǎo)軌滑塊間加墊片的方法，如圖6所示。

　　調(diào)節(jié)立柱精度時，仍然需要用吊車將立柱起吊、卸下，將導(dǎo)軌滑塊上的墊片分別作記號，按各自需要調(diào)整的厚度進(jìn)行刮研。因?yàn)閴|片在機(jī)加工時常選用磨削方式，所以墊片表面非常光滑，表面又有加工硬化效果，給工作人員的刮研帶來很大的難度。另外，墊片順序一但混亂，前期測量、調(diào)節(jié)的工作會前功盡棄。

　　傳統(tǒng)設(shè)計的結(jié)構(gòu)在調(diào)節(jié)精度時，需要多次用吊車裝立柱拆卸，浪費(fèi)生產(chǎn)資源，并且刮研強(qiáng)度大，耗費(fèi)人力及時間。本文設(shè)計的立柱底座解決了在精度調(diào)節(jié)過程中反復(fù)拆卸立柱這一環(huán)節(jié)，并取消了刮研這一耗時的步驟。用螺釘緊固及灌膠固定精度的方法，既保證了機(jī)床的剛度，又保證了機(jī)床的精度。

　　本設(shè)計僅增加底座木模、脫模劑及環(huán)氧樹酯膠等成本，但在通用機(jī)床的批量化生產(chǎn)后，生產(chǎn)效率極大提升所帶來的企業(yè)效益遠(yuǎn)大于上述增加的成本。此方案在我廠批量生產(chǎn)的大型臥式加工中心上得到了驗(yàn)證。

　　5. 結(jié)語

　　本設(shè)計不僅簡化了立柱裝配，提升了生產(chǎn)效率，而且還用簡單的灌膠方法，極大地保持了機(jī)床精度。鑒于本設(shè)計的顯著優(yōu)點(diǎn)，我廠生產(chǎn)的數(shù)控龍門機(jī)床、落地鏜銑床等產(chǎn)品業(yè)已采用此設(shè)計，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

　　作者：寧波海天精工股份有限公司沈陽研發(fā)中心 (遼寧 110002) 陳小光

　　本文發(fā)表于《金屬加工(冷加工)》2016年第10期第44頁，版權(quán)歸金屬加工雜志社所有，如轉(zhuǎn)載注明來源。