立式車床分體工作臺的結(jié)構(gòu)及加工改進

■齊重數(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、工作臺是處于水平位置。為了承受工件質(zhì)量及切削時產(chǎn)生的顛覆力矩，工作臺設(shè)有圓導軌。工作臺的精度是立式車床各項精度的基礎(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、加工和運輸?shù)戎T多方面的因素，工作臺均分為兩半或3半拼接式結(jié)構(gòu)，然后用雙頭螺栓聯(lián)接兩半工作臺，但是該結(jié)構(gòu)給機加及裝配帶來了許多困難，質(zhì)量難以保證。

改進前分體工作臺的結(jié)構(gòu)及加工方法主要有以下問題：對接面把合螺釘容易松懈、變形，工作臺經(jīng)過多次翻轉(zhuǎn)及起吊后，工作臺對接面下0.04mm塞尺，甚至更多，工作臺導軌面甚至錯位；分體工作臺拼接質(zhì)量差，吊裝時工作臺翹起變形，裝配中80%～90%的產(chǎn)品4點浮升值超差（裝配要求4點浮升差值在0.05mm之內(nèi)）。發(fā)生以上問題后，均需將工作臺返回機加車間進行反復調(diào)車導軌面、調(diào)銑把合面，增加成本并嚴重影響生產(chǎn)周期。鑒于以上原因，需要對分體工作臺進行結(jié)構(gòu)改進和機械加工工藝改進。

1.分體工作臺結(jié)構(gòu)改進說明

分體工作臺對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）分體工作臺對接面處的把合螺栓及螺母改變材質(zhì)（35鋼改為35CrMoA），提高強度等級（強度等級6.8級提高到12.9級）。

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

（3）分體工作臺對接把合處兩端增加斜鐵楔緊，提高工作臺把合剛度。

（4）分體工作臺對接把合處的壁厚加大，提高工作臺把合強度。

（5）分體工作臺對接螺栓處增加ATM高強度緊固碟簧，利用碟簧的彈性補償，緩沖沖擊力，增加摩擦力，防止螺栓松動，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承受不均勻載荷及沖擊載荷時，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始受力時產(chǎn)生塑性變形而失去作用，碟簧在對接把合時所起的作用主要為緩沖螺栓承受的沖擊力，達到保護螺栓的目的。

2.分體工作臺機械加工改進說明

（1）機械加工分體工作臺時定表夾壓，規(guī)范夾壓點分布，夾壓方式應合理，中間墊實，不應懸空。控制粗加工變形量不超過1mm；半精加工變形量不超過0.1mm；精加工變形量不超過0.04mm。

（2）規(guī)范螺栓把合順序，使用專用工具把合，保證分體工作臺對接面把合精度，具體要求如下：①把合時嚴格控制螺栓把合順序，左右對稱把合，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，通過給定標準扭矩數(shù)值，保證螺栓受力均勻一致。

以液壓扭矩扳手YZK100為例說明，根據(jù)螺栓的直徑大小及強度等級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。各等級螺栓最大扭矩推薦值如附表所示。

（3）由于分體工作臺直徑都比較大（5m以上），因此精車工作臺導軌面時基面內(nèi)圈需要支撐4點，外圈需要支撐8點，但是如果在調(diào)整墊鐵時不能保證工作臺基面受力均勻，會導致裝配及使用過程中工作臺導軌面精度達不到要求，因此對精車工作臺提出以下工藝路線要求。

將分體工作臺自由放置于墊鐵上，使用液壓千斤頂進行調(diào)平，千斤頂調(diào)平方法說明：液壓千斤頂只起給力作用，讀取百分表一個數(shù)值，最后仍用調(diào)整墊鐵支撐。以液壓千斤頂RCS101為例說明（最大升力10t）：①夾壓時，內(nèi)圈先用4塊等高墊鐵支平。②按工作臺總質(zhì)量W（單位：t），計算支撐點數(shù)，至少應選6點支撐，且每點數(shù)值M＝W/n不應超過液壓千斤頂最大升力10t。③工作臺下表面重心處支表，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)值時為止。⑤其余各點分別按上述方法調(diào)整。⑥工作臺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。

精加工工作臺導軌面、主軸孔及主軸孔端面時，可分3次走刀加工，每一次走刀后都應松開裝夾，釋放應力，重新裝夾時，控制裝夾點及各點定表數(shù)值。

通過以上所述對分體工作臺的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及機械加工優(yōu)化，提高了分體工作臺的精度、強度、剛度和穩(wěn)定性等，從而保證了機床整機的質(zhì)量。

各等級螺栓最大扭矩推薦值表