機(jī)床灌膠工藝創(chuàng)新及實施

郝勝杰 姚怡平

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，特別是基礎(chǔ)加工業(yè)的飛速發(fā)展，各行各業(yè)對于數(shù)控機(jī)床的需求越來越大，也由此引導(dǎo)了一大批新工藝、新方法在數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，其中灌膠技術(shù)就是近幾年來應(yīng)用較為廣泛的一種實用新型工藝技術(shù)。

關(guān)鍵詞：灌膠技術(shù)；工藝；實施

1.定位膠灌膠工藝

在機(jī)床生產(chǎn)過程中，設(shè)計及裝配人員經(jīng)常會遇到機(jī)床零部件的固定連接和定位問題。為了達(dá)到零部件精度要求，同時還要保持精度的長期穩(wěn)定性，這需要工件既要滿足橫向、縱向及垂直的精度要求，又要使接觸面積均勻，達(dá)到75%以上，需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)定位。

傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)定位主要依靠機(jī)械方法定位，一般需對零部件先進(jìn)行精加工，然后再進(jìn)行刮研處理，或經(jīng)多次拆裝來達(dá)到要求，在精度完全調(diào)整好后還要配裝銷釘，或者在零件平面間設(shè)計楔鐵進(jìn)行調(diào)整，再用螺栓鎖死。這種操作方式效率低下，而且難以檢驗，容易導(dǎo)致裝配質(zhì)量不可靠。

最近幾年在國內(nèi)外機(jī)床行業(yè)中廣泛的應(yīng)用了定位膠技術(shù)，滿足了機(jī)床生產(chǎn)廠家高精、高速、高穩(wěn)定性的需求。

定位膠技術(shù)采用高強(qiáng)度定位膠對調(diào)整好精度的零部件結(jié)合面進(jìn)行灌膠固定，操作簡單、調(diào)整方便、降低裝配難度，增大結(jié)構(gòu)結(jié)合面，越來越多的被應(yīng)用于例如平面結(jié)構(gòu)的無銷釘定位、大尺寸齒圈導(dǎo)軌的定位、軸套與箱體的結(jié)構(gòu)定位、直線導(dǎo)軌的定位中。

2.灌膠技術(shù)的工藝方案

在生產(chǎn)過程中，各部件在完成部裝后在用戶方的安裝調(diào)整順序主要分為以下幾步：

（1）底座的安裝及調(diào)平；

（2）床身的安裝及調(diào)平；

（3）立柱在床身及滑座上的調(diào)整及安裝；

（4）橫梁的安裝及調(diào)平等；

其中立柱在床身及滑座上的調(diào)整難度較大，且對后續(xù)的橫梁精度及機(jī)床工作精度影響較大。

在傳統(tǒng)安裝過程中，是在機(jī)床各部件進(jìn)行裝配后，然后進(jìn)行機(jī)床總裝調(diào)試，并檢測立柱和橫梁的幾何數(shù)據(jù)，此時立柱的前傾、后仰數(shù)據(jù)僅為調(diào)試數(shù)據(jù)，為下一工序的滑座（立柱下）返修提供數(shù)據(jù)支持，根據(jù)檢測結(jié)果對比要求的設(shè)計值對滑座進(jìn)行返修。此返修工序?qū)ιa(chǎn)裝配有幾項要求：

1）有此返修加工能力的機(jī)床；

2）所提供的返修加工數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤；

3）不能影響下一步裝配周期。

這種返加工工序拖長機(jī)床的生產(chǎn)周期，不能很好的保證機(jī)床的安裝質(zhì)量。

采用定位膠技術(shù)可以很好的解決以上的問題，其工藝方法如下：

（1）膠層厚度

經(jīng)過研究和模擬試驗測試，并查閱相關(guān)資料，此類定位膠的成分和種類，其膠層厚度對膠層的最終物理性能有較大影響，間隙在1.5～2mm的膠層厚度其物理性能較為理想，接觸面積大，抗壓強(qiáng)度≥120MPa，固化收縮率0.06～0.08%，能夠滿足使用要求，因此我們確定在項目機(jī)床的立柱和滑座中間灌注2mm的膠層厚度。

圖2.2膠層示意圖

（2）調(diào)整方案

本文所研究的機(jī)床立柱部件、橫梁部件、刀架及升降設(shè)備等件的重量，使滑座與立柱結(jié)合面受力達(dá)到500～800余噸，如何在兩部件結(jié)合面中間調(diào)整出2mm的間隙方案如下：

在注膠腔位置粘結(jié)3mm厚膠條，內(nèi)圈放置調(diào)整墊鐵、外圈放置楔鐵

圖2.3 注膠腔方案圖

方案優(yōu)點：第一可以避免在外圈復(fù)雜區(qū)域內(nèi)放置調(diào)整墊鐵的問題，第二結(jié)合面以下重量由內(nèi)圈調(diào)整墊鐵、外圈楔鐵和定位膠層共同負(fù)載（注膠后使用過程中主要由膠層受力），第三調(diào)整墊可以調(diào)整立柱前傾后仰數(shù)據(jù)，應(yīng)用價值較大。因此，我們選用該方案進(jìn)行此次灌膠操作，共計在滑座體內(nèi)圈表面加工墊鐵槽12個，外圈表面加工楔鐵槽8個，設(shè)計膠腔27個。

（3）膠層受力

本文設(shè)計的27個膠腔總面積為：3425825mm2；

立柱左側(cè)膠層面積：784237mm2；

立柱前側(cè)膠層面積：1013811mm2；

立柱左前點膠層面積：671737mm2；

設(shè)計承載立柱部件重332噸，橫梁部件重92.8噸，以及刀架、升降設(shè)備等件共計550噸；

平均載荷：

左側(cè)最大載荷：

前側(cè)最大載荷：

極限載荷：

機(jī)床集中于膠層的極限載荷為8.642MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于定位膠的抗壓強(qiáng)度，而且立柱與滑座四周方向均布90個M36的緊固螺釘，因此膠層不會承受拉力，安全余量很大，可以滿足機(jī)床的承重需求。

（4）灌膠方案

圖2.4灌膠方案示意圖

膠腔的注膠方案采取每個膠腔加兩個膠孔，一進(jìn)一出的方法進(jìn)行注膠如圖所示，兩膠孔均靠近膠腔邊線，注膠孔較出膠孔深靠近膠內(nèi)部，出膠孔靠近膠腔邊緣，注膠時有利于填滿整個膠腔。共計在滑座大件表面加工注膠孔27個，出膠孔27個。

3.灌膠技術(shù)的試驗使用

為保證此次灌膠工藝技術(shù)在項目機(jī)床上得到成功運(yùn)用，并獲得第一手的使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)，我們選取了正在安裝的機(jī)床進(jìn)行了試驗應(yīng)用。

3.1灌膠實施過程

3.1.1零部件清理

清理立柱與滑座結(jié)合面；在立柱下底面上噴涂“脫模劑”（距四周各邊約400范圍內(nèi)），以便于拆卸；在立柱與滑座四周和注膠孔與出膠孔周圍噴涂脫模劑，便于清除表面固化后的定位膠；在滑座上表面上劃線，按圖紙尺寸用“瞬干膠”粘結(jié)“橡膠密封條”，要求密封腔體閉合良好；在定位膠腔體內(nèi)的螺栓孔周圍粘結(jié)“O型密封墊”。

3.1.2立柱調(diào)整

在滑座內(nèi)圈開槽處，均勻放置12個調(diào)整楔鐵，預(yù)調(diào)墊鐵高度一致，并高出滑座上表面2mm；吊裝立柱于內(nèi)圈楔鐵上；天車勾吊立柱，使立柱平穩(wěn)支撐在墊鐵和楔鐵上，調(diào)整內(nèi)圈楔鐵使立柱后仰、右傾值達(dá)到設(shè)計要求；預(yù)緊立柱與滑座四周緊固螺釘；按此時立柱的位置調(diào)整外圈的8個立柱定位楔鐵，并對楔鐵與立柱的結(jié)合面進(jìn)行配刮，要求接觸點數(shù)達(dá)到6～8點/25×25mm2，達(dá)到要求后把緊楔鐵端頭螺釘；

3.1.3實施灌膠

調(diào)膠：取出定位膠，將A組膠先攪拌均勻后，再將B組膠倒入，攪拌均勻；將攪拌均勻的定位膠導(dǎo)入膠筒，推入尾塞，膠筒出膠口向上，使膠流向底部后，將膠嘴切開，安裝注膠尖嘴并裝入注膠槍，排除膠筒上部空氣；通過注膠孔將定位膠緩慢注入，當(dāng)出膠孔出膠后停止注膠，并繼續(xù)保持半分鐘左右，以保證填滿整個腔體；注膠時要根據(jù)膠的性能和操作手冊進(jìn)行。達(dá)到操作手冊所要求的固話時間后，取下膠堵，檢查膠腔內(nèi)定位膠固化狀態(tài)，如無異常，均勻緊固把緊固螺釘，復(fù)檢機(jī)床各項幾何精度，完成灌膠操作和機(jī)床安裝。

結(jié)論

通過對機(jī)床進(jìn)行了灌膠實驗，驗證了該項技術(shù)的可靠性，提出了灌膠工藝方案，縮短了生產(chǎn)周期，提高了立柱定位精度和定位質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 孔偉，沐金鎖.灌膠技術(shù)在機(jī)床裝配上的應(yīng)用[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2009，09.