張東海 楊沛湛 崔 智 陳學(xué)明 張 軍

（漢川機床集團有限公司研究所，陜西漢中723003）

為提高臥式加工中心機床的工作效率，該類機床一般都配有兩個或多個工作臺，當一工件在進行加工時，可在其他工作臺上進行另一工件的裝夾，從而減少因裝卡工件所占用的停機等待時間。為保證各工作臺在交換使用時定位精確，各機床廠家普遍采用多點錐面定位機構(gòu)。

該機構(gòu)有定位精確，使用簡單等優(yōu)點，但是同時也存在加工難度大、廢品率高、工作臺拉緊時工作臺面變形大、生產(chǎn)周期長等問題，尤其在工作臺拉緊時，工作臺臺面局部會發(fā)生變形，降低了機床加工精度，影響整臺機床的性能。

1 傳統(tǒng)定位機構(gòu)的工作原理

圖1所示的是臥式加工中心傳統(tǒng)定位機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖。當一工件加工完時，先通過該機構(gòu)松開加工區(qū)的工作臺9，再通過交換裝置將加工區(qū)的工作臺9與輔助區(qū)已裝夾好工件的工作臺進行互換，最后通過該機構(gòu)拉緊已換到加工區(qū)的工作臺，這時機床可從新開始進行加工。

該機構(gòu)的拉緊過程為:工作臺9與轉(zhuǎn)臺2通過外錐5、內(nèi)錐6精確定位后，液壓油通過油路進入油腔4中，推動活塞3向下運動，通過拉釘8拉緊工作臺9同時壓縮碟簧1。當工作臺需要交換時，通過電磁閥換向，油腔4泄油，碟簧1釋放推動活塞3向上運動，松開工作臺9后，允許進行工作臺交換。

為了使各工作臺與轉(zhuǎn)臺之間定位精確，各機床廠家普遍采用四點或多點定位，因此造成工作臺9在加工內(nèi)錐6的安裝孔時，各安裝孔之間的位置關(guān)系要求很高，生產(chǎn)加工時，廢品率高。

在油缸拉緊時，每個拉釘8上大約作用10 kN的力，會造成工作臺局部發(fā)生約0.03 mm的彈性變形，由于工件是事先在未受力的狀態(tài)下裝夾好的，因此工作臺在拉緊后的變形就反映到工件上，造成機床的加工精度下降，影響整臺機床的性能。

2 改進后定位機構(gòu)的工作原理

為解決傳統(tǒng)定位機構(gòu)存在的問題，我們設(shè)計了如圖2所示的新型結(jié)構(gòu)，其拉緊過程為:工作臺9與轉(zhuǎn)臺2通過外錐5、內(nèi)錐6精確定位后，液壓油通過油路進入油腔4中，推動活塞3向下運動壓縮碟簧1，同時拉緊拉釘10，作用力通過卸荷塊作用到內(nèi)錐6上，使內(nèi)外錐緊密地連接在一起，由于工作臺9和內(nèi)錐6通過螺釘固定在一起，所以最終工作臺9通過該機構(gòu)固定在轉(zhuǎn)臺2上。其松開過程與圖1所示結(jié)構(gòu)相同。

該機構(gòu)與圖1所示機構(gòu)相比做了以下改進:首先增加了卸荷塊12，使得拉釘10上的拉緊力不直接作用在工作臺9上避免了工作臺發(fā)生彈性變形，影響機床的加工精度。其次工作臺9在拉緊時必須保證各定位點受力均勻，防止工作臺受力偏載造成定位機構(gòu)損壞，因此各活塞在向下運動時必須保證與拉釘同時接觸。但是在實際生產(chǎn)中由于轉(zhuǎn)臺2、活塞3、內(nèi)錐6、外錐5、拉釘10等零件在加工中存在誤差，無法保證各個定位機構(gòu)中拉釘同時受力。因此特增加了調(diào)整墊11，通過配磨該調(diào)整墊使得各個拉釘在工作中受力均勻。

最后為了解決工作臺加工難度大、廢品率高等問題，新機構(gòu)在工作臺與內(nèi)錐定位結(jié)構(gòu)上改變傳統(tǒng)采用的軸孔配合定位，而采用在結(jié)合部灌入高精度定位膠。在使用時先將外錐5安裝在轉(zhuǎn)臺2上，然后將其余零件按圖2所示裝好，先不擰緊內(nèi)錐6與工作臺的連接螺栓，調(diào)整好各內(nèi)錐與工作臺的位置，接著擰緊連接螺栓，在注膠腔內(nèi)注入高精度定位膠。

3 使用時應(yīng)注意的問題

為了有利于機床批量化生產(chǎn)，在實際生產(chǎn)中通過機械加工保證工作臺、轉(zhuǎn)臺分別與內(nèi)錐、外錐（圖2所示A、B兩面）安裝面的平面度，在裝配時用千分尺測量內(nèi)錐與外錐在緊密接觸時兩錐的安裝端面間的實際高度值，通過配磨調(diào)整墊7，確保每個定位錐安裝處A、B兩面間的實際高度差值小于0.005 mm。

由于內(nèi)錐6、拉釘10在工作中可能存在損壞，造成整個工作臺無法使用，因此必須保證內(nèi)錐與工作臺可以拆卸。為了使內(nèi)錐與工作臺拆卸方便，在裝配時先用清洗劑、干燥劑清洗工作臺安裝孔內(nèi)腔，然后再在內(nèi)腔壁上涂脫模劑，最后安裝內(nèi)錐并注膠。

表1 主要物理機械性能

我公司在實際生產(chǎn)中使用北京天山新材料技術(shù)有限責任公司生產(chǎn)的可塞新牌TS353、TS355型高精度定位膠，其主要參數(shù)如表1所示，該定位膠抗拉強度和抗壓強度遠低于工作臺與內(nèi)錐的抗拉強度與抗壓強度（我公司工作臺材料使用HT300，其抗拉強度大于200 MPa，內(nèi)錐材料為GCr15，其抗拉強度大于600 MPa），并且該定位膠存在固化收縮率，所以注膠腔不宜設(shè)計過深，同時為了保證在注膠時定位膠容易灌滿整個注膠腔，設(shè)計時定位膠厚度一般設(shè)定在1.7～2.2 mm。

4 結(jié)語

使用新結(jié)構(gòu)的工作臺在拉緊時，其工作臺臺面的變化量經(jīng)實測小于0.005 mm，與老結(jié)構(gòu)相比明顯的降低了工作臺拉緊時的變形量，提高了機床的加工精度，同時該結(jié)構(gòu)與老結(jié)構(gòu)相比，更容易加工制造和裝配，故受到了車間工人的好評。

［1］朱張校.工程材料［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2001.