可調式彈性支撐架的制作與應用

■　山東能源重型裝備制造集團新汶分公司 （泰安 271222） 趙忠剛

可調式彈性支撐架的制作與應用

■山東能源重型裝備制造集團新汶分公司 （泰安 271222） 趙忠剛

摘要：針對在鏜床和銑床上加工大型結構件或毛坯件時，使用固定支撐架支撐工件所產生的隱患和缺陷，闡述了彈性支撐架的制作、應用細節及注意事項。

在鏜床或銑床等設備上加工大型工件時，經常遇到必須用支撐架支撐工件懸伸部分的情況，有時工件在加工過程中還需要隨工作臺移動，簡稱“隨行”。很多情況下被加工的工件是組焊結構件或鑄造毛坯件，其底面有較大的平面度誤差，使其在加工過程中隨工作臺移動時，必然會發生“起伏”變化的現象。加工過程中，當工件底面“凸起”處逐漸移向支撐架時，工件會在支撐架的限制下慢慢發生“抬高”的現象 ，此時工作臺一側會受到被工件隨夾具帶動的作用，嚴重時會擠壞機床工作臺滑道面、調整楔鐵及導軌面等；同時，支撐架亦會受到更大的壓力，嚴重時將造成支撐架的變形；另外，還會加大機床的運行阻力，引起“憋機”現象，并亦有損壞絲杠及螺母的隱患。

加工過程中，當工件底面“凹洼”處逐漸移向支撐架時，支撐架的支撐作用力將會隨工件的移動逐漸減小，嚴重時會起不到支撐作用，使工作臺處于偏載受力狀態，這同樣會造成機床工作臺、楔鐵、導軌及絲杠的損壞，偏載嚴重時亦會發生“憋機”現象。此外，上述現象還會造成機床行程誤差的漂移和工件加工精度的失控，降低工件的加工質量和效率。工件底面變形嚴重時，將會有夾具螺母“崩飛”的危險。因此，對于加工過程中工件“隨行”且底面不平的情況，必須使用彈性支撐架，從源頭上解決上述隱患。

1. 彈性支撐架的制作

通常情況下，根據機床工作臺臺面與地面的高度差，設計彈性支撐架的整體高度。特殊情況要統籌考慮，保證支撐架的高度與工件底面到地面的距離一致。支撐架結構如附圖所示。制作時，首先，分別加工或購置相關件；其次，將件9、10組焊為一體，將件2、3、4、5及6組焊為一體；然后，將件6的大外圓處纏上紙，把件8用力套裝在件6上，再把件9、10的組焊體組焊在件8上；最后，將各組焊件及件1、7、11的飛濺雜質清理干凈，按附圖所示組裝完成并噴漆即可。

浮動支架

注意：滾柱11是工件移動時作轉動用的，其表面需淬火處理，以提高使用壽命。彈簧7的長度要足夠，防止工件底面變形較大時出現“壓死”現象；彈簧7的強度要結合工件的重量制作不同的承載等級，以便支撐不同重量工件時進行更換，防止工件重量差別較大而導致使用單一彈簧過程中出現“軟體”或“過硬”的現象，造成彈性支撐架失去緩沖支頂的效果。滑柱6與滑套8的配合間隙約為0.1mm，并且須保證兩組滑套與滑柱平行，且其導向滑動配合的長度不低于滑套配合孔直徑的2倍，防止支撐工件移動

時發生“別卡”現象。U形座的U形槽面必須光滑，加工精度要求表面粗糙度值Ra≤3.2μm；焊接時，盡量保證兩U形座、U形槽同軸度，最好采用圓軸定位組焊。

2. 彈性支撐架的應用

首先，將彈性支撐架結合工件的尺寸結構和加工時工件的運行情況安置在機床工作臺附近對應的位置；其次，根據工作臺臺面距離地面的高度和支撐架支撐工件后彈簧的壓縮量來調整支撐架支腿上的4個可調螺栓，注意適當將支撐架調高一定高度，待放上工件后再適當調低至合適，防止發生上調困難的問題；然后，將工件吊放在工作臺和支撐架上，通常情況下工件底面與工作臺面有斜向間隙，靠近支撐架側的間隙最大，此時須調整可調螺栓，直到工件底面與工作臺面基本平行靠實為止；最后，找正工件，塞實楔鐵并緊固所有壓板螺母，加工工件即可。

注意：使用過程中，滾柱外圓面及U形座的U形槽內必須涂抹潤滑脂；滑套和滑柱配合部位亦須涂抹潤滑脂；支撐質量較大的工件時，可調螺栓底部須墊鐵板，防止壓傷地面；安放工件時，注意平穩放置，防止將滾柱砸彎，導致滾柱在工件移動時不能滾動，從而增加機床工作臺的運行阻力。

3. 結語

該支撐架比普通支撐架增加了在上、下方向可發生彈性變化的功能，有效彌補了工件底面不平時在加工過程中與工作臺隨行帶來的諸多缺陷，從而較好地保護了加工設備，解決了系列安全隱患。

這種結構只能作為輔助支撐使用，與工作臺分擔工件的重量，它不能作為對工件的主定位支撐，工件的主定位須由裝夾工件的工裝輔具實現。該型支撐架很值得在業內推廣使用，特別是針對當前許多精密機床超能力加工大型工件的領域，更有參考應用的價值。

參考文獻：

[1] 張英會，劉輝航，王德成. 彈簧手冊[M]. 北京：機械工業出版社，1997.

[2] 陳祝年. 焊接工程師手冊[M]. 北京：機械工業出版社，2002.

收稿日期：（20150626）