一種用于大型機床立柱精度調(diào)整的實用結(jié)構(gòu)設(shè)計

宋亮薛武張茸徐波

（漢川機床集團有限公司技術(shù)中心，陜西漢中 723000）

在大型機床的設(shè)計和制造中，除了對零件的基礎(chǔ)精度要求必不可少外，更重要的是要依靠最終的裝配調(diào)整環(huán)節(jié)來保證設(shè)計的最終目標(biāo)精度。而大型機床在裝配調(diào)整過程中，由于零部件體積大，質(zhì)量重，因此在大型基礎(chǔ)零件的裝配精度調(diào)整時，采取傳統(tǒng)的精度調(diào)整方法很難使其達(dá)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(diào)整的設(shè)計結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)了裝配精度調(diào)整在工藝方法上易操作和易達(dá)到的目的。

1 傳統(tǒng)的立柱精度調(diào)整方法

立柱作為機床基礎(chǔ)件的支撐和運動坐標(biāo)的導(dǎo)向，是關(guān)鍵而且不可缺少的部件。作為運動坐標(biāo)軸的導(dǎo)向，立柱的幾何精度主要有兩項（如圖1所示）:（1）立柱導(dǎo)軌大面與床身導(dǎo)軌大面的垂直度（即YZ平面與XZ平面）;（2）立柱導(dǎo)軌大面與床身導(dǎo)軌導(dǎo)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(diào)整水平的情況下，可以用框式水平儀緊貼立柱導(dǎo)軌大面來測量立柱導(dǎo)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(jìn)行修整加工（齊頭）。第二項精度的調(diào)整主要是通過對立柱側(cè)向施加一定力度的敲擊，使其微量偏轉(zhuǎn)從而達(dá)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(zhì)量過重，拆裝加工難度大，且立柱與床身結(jié)合面的摩擦力很大，敲擊或者撞擊已很難對其進(jìn)行微量調(diào)整，故這種調(diào)整方法已經(jīng)無法適用于大型機床。

2 大型機床立柱精度調(diào)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(jié)合面油腔通入高壓油，使其產(chǎn)生的壓力平衡掉立柱總質(zhì)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(dāng)立柱底面與滑座結(jié)合后，形成3個密閉油腔，通過向油腔內(nèi)注入高壓油使其產(chǎn)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(zhì)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(yù)緊力），將油腔內(nèi)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(dǎo)軌大面與床身導(dǎo)軌大面垂直度，根據(jù)檢驗結(jié)果調(diào)整立柱四周楔塊上螺釘（如圖2、4所示），通過斜面產(chǎn)生向上的力，使立柱得到一定量的調(diào)整，從而達(dá)到此項精度的要求。

調(diào)整立柱導(dǎo)軌大面與床身導(dǎo)軌導(dǎo)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(zhuǎn)銷軸連接，由于壓力油的平衡，使得結(jié)合面摩擦力大大減小，通過擰調(diào)整螺釘產(chǎn)生的力，可使得立柱以回轉(zhuǎn)銷軸為中心得到微量調(diào)整，從而達(dá)到此項精度要求。

立柱精度調(diào)整達(dá)到要求后，將安裝螺釘擰緊，并將圖5所示調(diào)整螺釘兩面頂死，待機床各部安裝完畢后，復(fù)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(wěn)定。

3 設(shè)計時應(yīng)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(yīng)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(diào)整時增加難度。

4 結(jié)語

以上就落地鏜立柱精度調(diào)整結(jié)構(gòu)做了簡要闡述，此結(jié)構(gòu)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(diào)整方法。該結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，調(diào)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。