立式車床分體工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)及加工改進(jìn)

■齊重?cái)?shù)控裝備股份有限公司 （黑龍江齊齊哈爾 161005） 謝宇蒙 姜 川

立式車床的總體布局決定主軸是豎式、工作臺(tái)是處于水平位置。為了承受工件質(zhì)量及切削時(shí)產(chǎn)生的顛覆力矩，工作臺(tái)設(shè)有圓導(dǎo)軌。工作臺(tái)的精度是立式車床各項(xiàng)精度的基礎(chǔ)。我公司生產(chǎn)的最大加工直徑規(guī)格6.3m以上的立式車床，限于鑄造、起吊、加工和運(yùn)輸?shù)戎T多方面的因素，工作臺(tái)均分為兩半或3半拼接式結(jié)構(gòu)，然后用雙頭螺栓聯(lián)接兩半工作臺(tái)，但是該結(jié)構(gòu)給機(jī)加及裝配帶來(lái)了許多困難，質(zhì)量難以保證。

改進(jìn)前分體工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)及加工方法主要有以下問(wèn)題：對(duì)接面把合螺釘容易松懈、變形，工作臺(tái)經(jīng)過(guò)多次翻轉(zhuǎn)及起吊后，工作臺(tái)對(duì)接面下0.04mm塞尺，甚至更多，工作臺(tái)導(dǎo)軌面甚至錯(cuò)位；分體工作臺(tái)拼接質(zhì)量差，吊裝時(shí)工作臺(tái)翹起變形，裝配中80%～90%的產(chǎn)品4點(diǎn)浮升值超差（裝配要求4點(diǎn)浮升差值在0.05mm之內(nèi)）。發(fā)生以上問(wèn)題后，均需將工作臺(tái)返回機(jī)加車間進(jìn)行反復(fù)調(diào)車導(dǎo)軌面、調(diào)銑把合面，增加成本并嚴(yán)重影響生產(chǎn)周期。鑒于以上原因，需要對(duì)分體工作臺(tái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)和機(jī)械加工工藝改進(jìn)。

1.分體工作臺(tái)結(jié)構(gòu)改進(jìn)說(shuō)明

分體工作臺(tái)對(duì)接面處把合螺栓直徑由大變小（M42改為M30），但是數(shù)量增多、加密。

（1）分體工作臺(tái)對(duì)接面處的把合螺栓及螺母改變材質(zhì)（35鋼改為35CrMoA），提高強(qiáng)度等級(jí)（強(qiáng)度等級(jí)6.8級(jí)提高到12.9級(jí)）。

（2）分體工作臺(tái)對(duì)接面上增加空刀要求，減少把合面積，降低加工難度，提高機(jī)加工藝性，提高工作臺(tái)把合精度。

（3）分體工作臺(tái)對(duì)接把合處兩端增加斜鐵楔緊，提高工作臺(tái)把合剛度。

（4）分體工作臺(tái)對(duì)接把合處的壁厚加大，提高工作臺(tái)把合強(qiáng)度。

（5）分體工作臺(tái)對(duì)接螺栓處增加ATM高強(qiáng)度緊固碟簧，利用碟簧的彈性補(bǔ)償，緩沖沖擊力，增加摩擦力，防止螺栓松動(dòng)，使螺栓始終處于良好的鎖固狀態(tài)。碟簧可以使螺栓在重復(fù)承受不均勻載荷及沖擊載荷時(shí)，部分先受力螺栓的碟簧產(chǎn)生微量彈性變形后，緩沖先受力螺栓承受的沖擊力，其余螺栓陸續(xù)受力，避免了先受力螺栓在開(kāi)始受力時(shí)產(chǎn)生塑性變形而失去作用，碟簧在對(duì)接把合時(shí)所起的作用主要為緩沖螺栓承受的沖擊力，達(dá)到保護(hù)螺栓的目的。

2.分體工作臺(tái)機(jī)械加工改進(jìn)說(shuō)明

（1）機(jī)械加工分體工作臺(tái)時(shí)定表夾壓，規(guī)范夾壓點(diǎn)分布，夾壓方式應(yīng)合理，中間墊實(shí)，不應(yīng)懸空。控制粗加工變形量不超過(guò)1mm；半精加工變形量不超過(guò)0.1mm；精加工變形量不超過(guò)0.04mm。

（2）規(guī)范螺栓把合順序，使用專用工具把合，保證分體工作臺(tái)對(duì)接面把合精度，具體要求如下：①把合時(shí)嚴(yán)格控制螺栓把合順序，左右對(duì)稱把合，先水平方向把合、后垂直方向把合。②采用液壓扭矩扳手代替人力把合，通過(guò)給定標(biāo)準(zhǔn)扭矩?cái)?shù)值，保證螺栓受力均勻一致。

以液壓扭矩扳手YZK100為例說(shuō)明，根據(jù)螺栓的直徑大小及強(qiáng)度等級(jí)確定鎖緊力矩和拆松力矩。鎖緊力矩：192kg·m＝240×0.8，拆松力矩：288～480kg·m＝（1.5～2.5）×192。各等級(jí)螺栓最大扭矩推薦值如附表所示。

（3）由于分體工作臺(tái)直徑都比較大（5m以上），因此精車工作臺(tái)導(dǎo)軌面時(shí)基面內(nèi)圈需要支撐4點(diǎn)，外圈需要支撐8點(diǎn)，但是如果在調(diào)整墊鐵時(shí)不能保證工作臺(tái)基面受力均勻，會(huì)導(dǎo)致裝配及使用過(guò)程中工作臺(tái)導(dǎo)軌面精度達(dá)不到要求，因此對(duì)精車工作臺(tái)提出以下工藝路線要求。

將分體工作臺(tái)自由放置于墊鐵上，使用液壓千斤頂進(jìn)行調(diào)平，千斤頂調(diào)平方法說(shuō)明：液壓千斤頂只起給力作用，讀取百分表一個(gè)數(shù)值，最后仍用調(diào)整墊鐵支撐。以液壓千斤頂RCS101為例說(shuō)明（最大升力10t）：①夾壓時(shí)，內(nèi)圈先用4塊等高墊鐵支平。②按工作臺(tái)總質(zhì)量W（單位：t），計(jì)算支撐點(diǎn)數(shù)，至少應(yīng)選6點(diǎn)支撐，且每點(diǎn)數(shù)值M＝W/n不應(yīng)超過(guò)液壓千斤頂最大升力10t。③工作臺(tái)下表面重心處支表，給力M噸后，讀取百分表數(shù)值，之后撤下液壓千斤頂。④撤下液壓千斤頂后，使用調(diào)整墊鐵調(diào)整，使百分表呈現(xiàn)利用液壓千斤頂給力M噸的數(shù)值時(shí)為止。⑤其余各點(diǎn)分別按上述方法調(diào)整。⑥工作臺(tái)里圈等高墊鐵若被調(diào)成虛置狀態(tài)，則重新用調(diào)整墊鐵墊起，作輔助支撐。

精加工工作臺(tái)導(dǎo)軌面、主軸孔及主軸孔端面時(shí)，可分3次走刀加工，每一次走刀后都應(yīng)松開(kāi)裝夾，釋放應(yīng)力，重新裝夾時(shí)，控制裝夾點(diǎn)及各點(diǎn)定表數(shù)值。

通過(guò)以上所述對(duì)分體工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及機(jī)械加工優(yōu)化，提高了分體工作臺(tái)的精度、強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等，從而保證了機(jī)床整機(jī)的質(zhì)量。

各等級(jí)螺栓最大扭矩推薦值表