注胶工艺在雕铣机的运用


 引 言
高速强力型龙门雕铣机床在精密模具制造领域的应用越来越广泛,由于机型尺寸向大中型化发展,要求机床具有高刚性、高速的特性。在机床设计制造装配过程中, 提出了更为苛刻的精度和刚度要求,机床高速切削情况下的抗振性要求越来越高。为了适应市场的需要,改变传统机床制造装配工艺步骤繁琐,机床精度调整需要多次反复研刮的现象,采用注胶工艺可简化生产工艺,降低劳
 
动强度和生产成本。
1    传统工艺与注胶工艺的比较,注胶工艺的优势
注胶工艺有注胶定位和注胶导轨等应用方式,注胶定位工艺的优势在于将以往设备固定结合面通过人工研刮形成的小面积非均匀的点接触或线接触,通过注胶定位工艺,变为整面接触,提高了结合面的接触刚度和接触精度,提高了机床的稳定性。注胶工艺改变了机床固定结合面传统人工研刮工艺的制造模式,将零件结合面由精加工变为一般加工,由反复研刮接合面保证机床几何精度要求,变为通过机床几何精度预调和注胶填充到结合面间缝隙,无需人工研刮来实现,大大地提高了机床的生产效率。把保证精度过程由不断研刮调整的长周期过程, 变化为零研刮一次注胶成形的短时间过程,明显地降低了机床的生产成本,降低了制造工艺要求。
注胶导轨工艺与注胶定位工艺类似,采用导轨注胶成型技术,通过导轨面预调后注胶,形成注胶导轨。避免了贴塑导轨的麻烦,不需要反复起吊工件研刮贴塑导轨,在导轨刚性、耐热性和防止蠕变等方面注胶导轨比贴塑导轨具有优势。采用导轨注胶成型技术,不仅可以将滑动导轨一次成形,而且可以将导轨润滑油路通过注胶复印技术一并成形,是一项简便高效的制造装配工艺,大大地提高了生产效率,保证了加工质量,是制造业中的创新工艺方法。注胶工艺在大中型机床制造与装配中的应用越来越广泛,是提高生产效率和保证机床质量不可或缺的工艺方法。对于中小型机床来讲,也是一项改变传统制造模式,降低生产成本提高工效,保证产品质量值得尝试和推广的工艺方法。需要产品设计研发人员在机床结构设计上改变旧观念,应用注胶工艺技术合理规划到产品设计、制造装配和维护维修的全过程中。
2  龙门雕铣机的结构特点,使用注胶工艺在机床结构设计上的改进之处
高速强力型数控龙门雕铣机,采用定梁龙门结构,机床由高刚性床身、X 向工作台、两侧立柱、横梁、Y 向滑座和 Z 向主轴滑座等组成。传统产品设计采用人工研刮固定结合表面和锥销定位的工艺,设计的零件其加工精度要求很高,制造装配上提出苛刻的技术要求,而在生产现场却难以保证或精度保持性难以达到规定的要求。采用注胶工艺,可在如下 3 个方面得以应用。
2.1    注胶定位工艺在床身和立柱固定结合面上的应用
数控龙门雕铣机的床身和立柱固定结合面是非常重要的固定结合表面,YZ 方向上的精度由该表面来保证。
YZ 方向的移动部件涉及到机械和电气系统,在生产现场需要多次将立柱与床身结合面多次装拆调整,进行人工研刮。装配工作量巨大,存在安全隐患,生产效率低下。采用注胶定位工艺,在设计上将原结合面加大,以整个面作为连接表面。提高注胶定位的接触面积,提高其接触刚度和承载能力。采用如图 1 所示的下进上出的注胶流道系统设计,注胶由一端灌进,另一端出胶,在注胶全程设置示胶螺孔(A→B→C→D),保证了注胶均匀无缺陷。当胶从 A 到 D 分别从示胶螺孔流出时,用尼龙螺堵拧上堵塞示胶孔即可。
床身和立柱固定结合面注胶定位采用平面定位和定位销钉组合定位的方式,在机床外观上看不到定位销钉, 内置在连接面内。机床装配时,预调两侧立柱固定处 4 个M20 调整螺钉,调整机床各项精度,直至符合整机各项精度标准要求。紧固连接固定螺钉 M24,使用定力转矩扳手,控制拧紧转矩达到设计要求的60%,按照注胶定位工艺步骤和要求进行正确注胶。胶体凝固 48h 后,再次将固定螺钉拧紧,控制拧紧转矩达到设计要求的 100%,注意拧紧螺钉的顺序与拧紧转矩的一致性,复检整机各项精度是否在标准要求之内。
对于大型或特大型机床,需要结构上取消立柱四角的调节螺钉,改用上下两块楔形方键调整机床精度达到标准要求,然后紧固固定螺钉,这样注胶定位更可靠。

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5    结  语
注胶工艺在数控龙门雕铣机项目上的固定连接结合面定位、主轴组件与主轴伺服电机的同轴定位和注胶导轨的应用,具有精度高、操作简便、零件加工要求低的特点,配合零件由精加工改为一般加工、机床装配时人工研刮工作量得以减少或免除,极大地提高了生产效率,降低了生产成本,提高了经济效益。
注胶工艺在中小型机床上的应用改变了传统制造模式,是得到实践验证的有效的工艺方法,特别适合于中小企业,是提高机床精度和品质的创新工艺方法。通过近几年来的实践证明,优化注胶间隙控制在 1.2~1.5 mm 之间时,可以得到良好的结合面刚性和注胶经济性。现在国家推行节能减排、绿色环保,把设备再制造提到了国家战略高度,注胶工艺同样也适合于设备维修和再制造,是高效节能、绿色低碳的工艺方法之一。

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