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欣佳泰工程師揭秘卧式加工中心是如何制造出來的?
從鑄件加工、組裝,到主軸絲杠等關鍵部件的裝配,一台數控機床的制造過程包括衆多環節。平時我們經常與數控機床打交道,卻沒有機會目睹機床的制造過程。今天,我們給大家分享欣佳泰床制造過程,一起來開開眼界吧!立柱底座結構設計,提高效率很有必要
為解決卧式加工中心立柱裝配的精度調節比較繁瑣的問題,設計了底座結構,使立柱裝配精度調節更方便,顯著地提高了工作效率并保證了機床精度。
随着科技的進步, 作為工業基礎設備的機床向着高速、高精密的方向發展,人們對機床的精度提出了更高的要求。影響機床精度的因素主要有零件加工精度、裝配精度、環境溫度及濕度等。本文通過設計新型立柱及底座結構,以達到提高立柱裝配精度、簡化生産流程和提高工作效率的目的。
1.立柱和底座結構
本立柱下表面在左、右、後三邊中點處,分别開100mm×170mm×30mm的鍵槽,槽的兩個側面為精加工面。
底座上表面對應立柱鍵槽位置, 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個灌膠區域,如圖1所示。
2. 裝配與調節精度
1)立柱與底座裝配。在床身精度調節完畢之後,将底座與床身上的導軌滑塊用螺釘聯接起來,按工藝要求調好底座與床身基準導軌基準邊的垂直度、平行度等。
将調節立柱扭轉(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。再将調節立柱傾仰的楔塊T1、T2裝入B1、B2、B3、B4槽中,如圖2所示。最後将密封條裝入8處灌膠區外側的溝槽中,如圖3所示。
将立柱底面塗抹脫模劑,待脫模劑自然風幹,表面沒有金屬裸露點後,将立柱吊裝到底座上。立柱與底座位置初對準後,擰上安裝螺釘并且初預緊,如圖4所示。再将3組楔塊K1、K2分别裝入楔塊K3兩側。
2)調節精度。為保證機床主軸中心線與Z軸基準邊平行,必須調整立柱扭轉。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,來調節立柱扭轉。
當A1、A2、A3三個槽中的楔塊K2向立柱中心移動,楔塊K1向遠離中心移動時,立柱沿B軸正方向旋轉。反之立柱即向B軸負方向旋轉,達到調節立柱扭轉,使主軸中心線與Z軸基準邊平行的目的。調節機床Y軸導軌面與Z軸導軌面垂直度時,需要調節楔塊T1。
楔塊T1、T2接合面是1∶100斜度,當螺釘擰入楔塊T2内螺紋時,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槽中的楔塊就将立柱在左前、左後、右前及右後四個點上頂起一定位移。這樣通過調節立柱傾仰,來調節Y軸導軌面與Z軸導軌面的垂直度。
3. 灌膠
待主軸箱、工作台等機床主要功能部件安裝完畢後,機床X、Y、Z三軸的精度調整完畢,達到《機床驗收标準》,并得到客戶認可後,進行灌膠。選用常見的環氧樹酯為主要成分的液态填料膠,其優點是強度高、耐高溫和化學穩定性好。
灌膠時,工作人員将灌注工具擰入底座側面的螺紋孔中,向孔内注膠。膠會沿着注膠孔向上流動,将灌膠區域的空氣排出。等立柱側面的出氣孔中有膠出現時,此時膠填滿灌膠區域,如圖5所示,停止灌膠。
依次将8個灌膠區作業完畢,按照灌膠說明書規定的時間等待膠的固化。固化後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軸的各項精度,又承載了切削力及傾覆力矩,保證機床進行粗加工及精加工切削作業。
4. 本結構設計的優點
傳統立柱裝配後的精度調節靠刮研立柱底面。此工藝需要用吊車将立柱起吊卸下,并翻轉到方便刮研的位置,工作人員才能刮研。當精度未達到合理範圍内時,還要進行反複刮研,還附帶塗顯色劑、對研,其工序複雜、作業量極大、生産效率極低。有些機床生産企業将上述方法改進為立柱與導軌滑塊間加墊片的方法,如圖6所示。
調節立柱精度時,仍然需要用吊車将立柱起吊、卸下,将導軌滑塊上的墊片分别作記号,按各自需要調整的厚度進行刮研。因為墊片在機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、調節的工作會前功盡棄。
傳統設計的結構在調節精度時,需要多次用吊車裝立柱拆卸,浪費生産資源,并且刮研強度大,耗費人力及時間。本文設計的立柱底座解決了在精度調節過程中反複拆卸立柱這一環節,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,既保證了機床的剛度,又保證了機床的精度。
本設計僅增加底座木模、脫模劑及環氧樹酯膠等成本,但在通用機床的批量化生産後,生産效率極大提升所帶來的企業效益遠大于上述增加的成本。此方案在我廠批量生産的大型卧式加工中心上得到了驗證。
不僅簡化了立柱裝配,提升了生産效率,而且還用簡單的灌膠方法,極大地保持了機床精度。鑒于本設計的顯著優點,我廠生産的數控龍門機床、落地镗銑床等産品業已采用此設計,取得了很好的經濟效益和社會效益。 
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