一種用于大型機床立柱精度調整的實用結構設計

宋亮薛武張茸徐波

（漢川機床集團有限公司技術中心，陜西漢中 723000）

在大型機床的設計和制造中，除了對零件的基礎精度要求必不可少外，更重要的是要依靠最終的裝配調整環節來保證設計的最終目標精度。而大型機床在裝配調整過程中，由于零部件體積大，質量重，因此在大型基礎零件的裝配精度調整時，采取傳統的精度調整方法很難使其達到絲米級甚至微米級的精度要求。本文有針對性地介紹了一種用于大型機床立柱精度調整的設計結構，從而實現了裝配精度調整在工藝方法上易操作和易達到的目的。

1 傳統的立柱精度調整方法

立柱作為機床基礎件的支撐和運動坐標的導向，是關鍵而且不可缺少的部件。作為運動坐標軸的導向，立柱的幾何精度主要有兩項（如圖1所示）:（1）立柱導軌大面與床身導軌大面的垂直度（即YZ平面與XZ平面）;（2）立柱導軌大面與床身導軌導向面的垂直度（即YZ平面與XY平面）。第一項精度要求在床身調整水平的情況下，可以用框式水平儀緊貼立柱導軌大面來測量立柱導軌面與安裝水平面的垂直度誤差，如果超差可將立柱拆下對安裝底面進行修整加工（齊頭）。第二項精度的調整主要是通過對立柱側向施加一定力度的敲擊，使其微量偏轉從而達到所要求的精度范圍。

上述兩種方法對于小型機床來說比較實用，對于大型機床而言，由于立柱體積過大，質量過重，拆裝加工難度大，且立柱與床身結合面的摩擦力很大，敲擊或者撞擊已很難對其進行微量調整，故這種調整方法已經無法適用于大型機床。

2 大型機床立柱精度調整方法

以筆者公司落地鏜HFBC2050為例，介紹此方法，如圖2所示。該機床立柱截面1 800 mm×1 700 mm，高度8 500 mm，總重量19 t。該方法通過向立柱與滑座結合面油腔通入高壓油，使其產生的壓力平衡掉立柱總質量的90%。如圖3所示，立柱底面加工3塊油腔，四周用密封條密封，當立柱底面與滑座結合后，形成3個密閉油腔，通過向油腔內注入高壓油使其產生一定的壓力，從而平衡立柱的重力。

式中:P為油腔壓強，MPa;F為立柱重力，N;A為油腔面積，mm2。

通過測量，油腔總面積為50 106 mm2，立柱總質量90%的重力為171 000 N，計算可得需要通入高壓油壓力為3.5 MPa。

首先將立柱與滑座安裝螺釘擰上（不施加預緊力），將油腔內注入壓力為3.5 MPa的壓力油，平衡掉立柱大部分重力。檢驗立柱導軌大面與床身導軌大面垂直度，根據檢驗結果調整立柱四周楔塊上螺釘（如圖2、4所示），通過斜面產生向上的力，使立柱得到一定量的調整，從而達到此項精度的要求。

調整立柱導軌大面與床身導軌導向面垂直度，如圖2、3、5所示，將塊安裝在滑座上，并用定位銷定位;將立柱與滑座用回轉銷軸連接，由于壓力油的平衡，使得結合面摩擦力大大減小，通過擰調整螺釘產生的力，可使得立柱以回轉銷軸為中心得到微量調整，從而達到此項精度要求。

立柱精度調整達到要求后，將安裝螺釘擰緊，并將圖5所示調整螺釘兩面頂死，待機床各部安裝完畢后，復檢精度，最后通過注膠孔注膠，保證立柱與滑座的接觸面，從而保證機床精度的穩定。

3 設計時應注意的問題

采用高壓油平衡重力時，3個油腔所形成力的作用點應與立柱重心位置盡量保持一致，以免平衡時形成偏載;立柱底面楔塊與楔塊之間的距離不宜過大，以免在微量調整時增加難度。

4 結語

以上就落地鏜立柱精度調整結構做了簡要闡述，此結構主要是運用液壓平衡重力，減小摩擦力，通過楔塊、螺釘簡化調整方法。該結構簡單，易于實現，調整方便，大大縮短了裝配周期，可運用于大型鏜床、龍門式加工中心、立式加工中心等。