岳華鋒

(天水星火機床有限責(zé)任公司，甘肅天水 741024)

0 引言

在機床的裝配過程中，主要結(jié)構(gòu)部件之間裝配的貼合度直接影響整個剛性結(jié)構(gòu)，從而影響機床的精度。一般機床裝配過程中，先精加工再采取刮研的工藝方法來提高配合面之間的的貼合度。但是，這樣的工藝流程加工要求高、裝配勞動強度大、周期長、成本高。天水星火機床有限責(zé)任公司生產(chǎn)的C(K)51系列單柱立式車床中，使用了中間介質(zhì)減摩涂層［1］來提高部件之間裝配的貼合度，同時起到調(diào)整精度的定位作用。新工藝的使用降低了加工要求，直接取代了傳統(tǒng)的刮研操作。

1 工藝過程

1.1 減摩涂層介紹

減摩涂層是以高性能減摩材料為骨材與改性防腐樹脂復(fù)合而成的高性能減摩抗蝕修補材料。因為本身具有表面摩擦系數(shù)低、抗沖擊性能高、固化無收縮、與金屬、陶瓷、塑料類基材結(jié)合強度高等特點，經(jīng)常用于需要低磨擦而且能耐磨損的金屬表面修補或制作預(yù)保護涂層。我公司一直以來用于機床導(dǎo)軌的制備［2］及液壓缸、軸套、活塞桿等磨損、劃傷的修復(fù)。

在機床裝配過程中，根據(jù)減摩涂層流動性的高低有兩件使用方法:流動性低的一般用作導(dǎo)軌復(fù)印，而流動性高的一般用于零件定位。導(dǎo)軌復(fù)印是指將減摩涂層縛在待復(fù)印零件上后，通過直接接觸后減摩涂層自身凝固來制作導(dǎo)軌副;零件定位是指將需要定位的兩零件位置安裝合格以后，注射［3］到一定的空間內(nèi)來限制兩零件的相對自由度。

筆者重點介紹減摩涂層的定位使用。在進行大型零件的定位時，使用流動性較好的TS312型［4］減摩涂層來實現(xiàn)，表1為具體物理參數(shù)和環(huán)境要求。

表1 TS312物理性能參數(shù)

通過分析可以發(fā)現(xiàn)，雖然減摩涂層定位容易，但位移變化恢復(fù)得較慢，故減摩涂層剛性不如一般結(jié)構(gòu)鋼，只是因其工藝成型特點得到滿意的接觸面積，受力后使應(yīng)力均勻化達到減小變形目的。因此在整體結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)盡可能加大減摩涂層接觸面積和減少減摩涂層的厚度。

1.2 工藝方案

單柱立式車床在傳統(tǒng)的裝配過程中，為了保證立柱和工作臺底座之間的垂直度，一般先分別對單個零件進行精加工，至裝配試裝后進行檢查測量，根據(jù)結(jié)果對立柱底面進行返修，控制在一定公差范圍內(nèi)時再進行刮研處理。這個過程對加工的要求很高，也在很大程度上受測量誤差的影響，裝配工人勞動強度更大，效率比較低，很難滿足現(xiàn)在越來越短的交貨期和越來越大的生產(chǎn)量。因為刮研過程中需要反復(fù)吊裝立柱，而立柱本身重量較大，存在很大的安全隱患。

針對這些現(xiàn)狀，在公司生產(chǎn)的C(K)51系列單柱立式車床中，使用減摩涂層來調(diào)整工作臺底座和立柱之間的垂直度，其工藝方案是:在工作臺底座和立柱之間建立封閉可調(diào)節(jié)的空腔，調(diào)整好垂直度后注射減摩涂層定位。

1.3 操作流程

(1)在加工工作臺底座的時候，立柱承載面加工完成后再加工多個注射口，均布在承載面周圍，給注射減摩涂層提供路徑。在加工立柱的時候，加工出精度調(diào)整結(jié)構(gòu)。

精度調(diào)整結(jié)構(gòu)用來調(diào)整立柱與工作臺底座的垂直度，并保證它們之間存在間隙以便減摩涂層的順利流動。這有多種機械結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)，在本公司的C(K) 51系列單柱立式車床中，此結(jié)構(gòu)由安裝在立柱［5］底面四角的4個調(diào)整螺釘來實現(xiàn)，如圖1所示。先在立柱四角預(yù)先加工出細牙螺紋孔，然后用密封條密封其周圍防止減摩涂層外流，最后將立柱在工作臺底座上放置并安裝調(diào)整螺釘。通過轉(zhuǎn)動細牙螺釘可以容易的對立柱精度進行調(diào)整，加工簡單且成本較低。

圖1 精度調(diào)整結(jié)構(gòu)示意圖

(2)以工作臺底座環(huán)形導(dǎo)軌為基準調(diào)整其水平，待合格后使用地腳螺釘固定好工作臺底座，以減少后序操作引起其移動而影響精度。

(3)在工作臺底座加工好的承載面周圍粘貼好密封條，形成封閉的環(huán)狀平面帶以防止減摩涂層外流。

(4)將立柱底面和工作臺底座承載面清洗干凈，把脫模劑TS1731在立柱底面上噴涂均勻后，放置好立柱并調(diào)整其與工作臺底座的垂直度至合格。

(5)注射減摩涂層。使用膠槍通過注射口采用接力的方式注射減摩涂層:從任一注射口開始注射，待空氣從下一個注射口排完減摩涂層開始外流時，將注射器移至外流的注射口并用螺塞堵上原來的注射口、繼續(xù)進行注射，重復(fù)以上動作循環(huán)直至空氣完全排出、減摩涂層充滿整個空腔。

如圖2所示，左圖為單柱立式車床的工作臺底座承載面外形示意圖，因為零件尺寸較大，故承載面設(shè)計為雙環(huán)形面;右圖為注射結(jié)構(gòu)的橫截面放大圖，注射完成后，工作臺底座和產(chǎn)柱之間的部分由減摩涂層填充，高度尺寸H通過精度調(diào)整結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，需保證減摩涂層足夠的流動空間(使用TS－312時還應(yīng)控制在1.5～2.5 mm范圍內(nèi))且不能太大以免影響傳動剛性。

圖2 注射結(jié)構(gòu)示意圖

2 結(jié)果檢驗

待減摩涂層凝固后，通過涂色法對貼合度進行檢查。經(jīng)過對比，注射減摩涂層工藝的貼合度在90%以上，高于75%的工藝要求，使力的傳遞更加均勻穩(wěn)定。

機床裝配完成后，整機連續(xù)空轉(zhuǎn)運車實驗48 h，通過百分表檢測機床所有部位沒有發(fā)生振動。最大功率實驗和最大轉(zhuǎn)速實驗，通過百分表檢測機床所有指標均符合裝配工藝要求。

通過對裝配完成后機床幾何精度、工作精度、綜合試料加工檢測，均滿足標準［6］要求。

3 結(jié)語

注射減摩涂層具有成型精度高、操作簡單、后期清理容易、工藝周期短等主要特點，可以推廣到大型靜壓主軸、大型工作臺、過定位導(dǎo)軌滑板等的制作，替代機床裝配過程中絕大部分的刮研操作。

注射減摩涂層在單柱立式車床中應(yīng)用后，不但降低了加工要求、降低了勞動強度、縮短了裝配周期，同時提高了機床力傳遞的穩(wěn)定性，增加了機床的可靠性，更加適合現(xiàn)代批量化生產(chǎn)。

［1］ JB/T3578－2007.滑動導(dǎo)軌環(huán)氧涂層材料技術(shù)通則［S］.

［2］ JB/T3579－2007.環(huán)氧涂層滑動導(dǎo)軌通用技術(shù)條件［S］.

［3］ 康文生.減摩涂層注塑成型技術(shù)在導(dǎo)軌上的應(yīng)用［J］.制造技術(shù)與機床，2013(3):121－125.

［4］ 北京天山新材料技術(shù)有限責(zé)任公司.產(chǎn)品手冊［Z］.2008.

［5］ 蔣國生.立式車床立柱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計［J］.機械研究與應(yīng)用，2013(3):102－104.

［6］ GB/T23582.1－2009.立式車床檢驗條件精度檢驗［S］.