CN109318502A - 一种矿物铸件整体式数控车床床身生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种矿物铸件整体式数控车床床身生产工艺，属于机械加工领域。其工艺步骤包括：A、采用矿物质材料铸模生产主轴箱，并安装好主轴配件；B、采用矿物质材料铸模生产底座，并调整精度后安装直线导轨：C、采用矿物质材料铸模生产拖板，并调整拖板的线轨安装面及底部滑块安装面精度，后将拖板安装在底座的Z向线轨上；D、主轴箱、底座和拖板精度调节后，主轴箱和底座一体安装的工艺。用高分子矿物铸件良好的粘结性，极低的变形量，非常高的吸震性能将数控车床的床身和床头箱做成整体部件。将机床的性能突破原有材料的约束，同样配置情况下精度等各项性能远远超过传统机床。

Description

一种矿物铸件整体式数控车床床身生产工艺

技术领域

本发明涉及一种矿物铸件整体式数控车床床身生产工艺，属于机械加工领域。

背景技术

目前市场上现有的车床床身为铸铁铸造而成，分为床身底座、拖板与主轴箱，其中主轴箱和床身是分体结构。此类车床存在诸多缺点：

1、分体铸铁床身的吸震性能只有整体矿物铸件床身的1/20。

2、床身和主轴箱分体式的结构，吸收主轴震动的能力差，螺栓会因运输、撞刀、震动等原因，产生松动，影响精度。

3、主轴箱装配需要技术工人，而且费时费力，一台床头箱一个熟练的技术工人一天都不一定能装配好。每次装配主轴箱都要反复刮研，反复吊装。

4、主轴箱传统的制造方式需要高精度的镗床加工，孔的尺寸精度和同轴度不好保证，加工成本很高。

5、传统床身底座和主轴箱的结合面、线轨安装面需要上导轨磨床磨削加工，成本高，精度不好控制。

6、铸铁高能耗、重污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中所存在的上述不足。

本发明采用技术方案如下：

一种矿物铸件整体式数控车床床身生产工艺，其特征是，工艺步骤包括：

A、采用矿物质材料铸模生产主轴箱，并安装好主轴配件；

B、采用矿物质材料铸模生产底座，并调整精度后安装直线导轨；

C、采用矿物质材料铸模生产拖板，并调整拖板的线轨安装面及底部滑块安装面精度，后将拖板安装在底座的Z向线轨上；

D、主轴箱、底座和拖板精度调节后，主轴箱和底座一体安装的工艺。

作为优选，所述步骤A的工艺包括：

1)将主轴箱模具全部组装到位，装好芯棒治具；

2)将矿物质材料倒入主轴箱模具，等固化成型后脱模，抽出芯棒治具；

3)安装主轴配件在主轴箱内，矿物铸件主轴箱即完成。

作为优选，步骤3)主轴配件的安装包括将套筒式主轴或主轴轴承及主轴轴芯安装在主轴箱内。

作为优选，所述步骤B的工艺包括：

1)将底座模具全部组装到位；

2)将矿物质材料倒入底座模具，等固化成型后脱模；

3)采取用已经精磨好的精密治具，将治具的精度复印到底座的线轨安装面上去；

4)在线轨安装面安装好直线导轨，并校好精度。

作为优选，步骤3)包括：

①将精密治具放置在底座的线轨安装面上方，并调制好位置；

②线轨安装面和精密治具之间留有一定的空隙；

③再将高分子精密浇筑料填充入空隙处；

④等精密浇筑料固化不会变形后，再将精密治具撤离；

⑤精密治具的精度反馈到线轨安装面上。

作为优选，所述步骤C的工艺包括：

1)将拖板模具全部组装到位，装好预埋插件；

2)将矿物质材料倒入拖板模具，等固化成型后脱模；

3)拖板的线轨安装面及底部滑块安装面再经过磨床精磨或者用精密治具精密复印浇筑的方法控制好精度。

作为优选，所述步骤D的工艺包括：

1)将装好主轴的主轴箱放置在底座床头上方；

2)将调整装置安装在主轴箱与底座连接处，且连接处留有间隙；

3)在拖板上放置杠杆千分表；

4)在主轴上固定一根标准校验芯棒；

5)左右移动拖板，用千分表去打芯棒的侧母线和上母线，根据打表的数据来调节调整装置，调节到需要精度，再锁死调整装置；

6)将和主轴箱成分一样的粘结剂注入到主轴箱与底座连接处，静置，直到完全固化稳定，再拆除调整装置。

作为优选，所述的步骤A、B或C包括模具预埋插件的步骤；步骤A、B或C采用的模具为拼装模具。

作为优选，所述的芯棒治具的规格：圆柱度、直线精度和垂直度≤0.002mm，尺寸公差为H5级精度。

作为优选，步骤5)用千分表去打芯棒的侧母线和上母线，千分表控制在≤0.005/1000mm。

与现有技术相比，本发明解决了一系列技术问题：

1、解决铸铁分体床身震动大的问题，整体床身吸震性是铸铁分体床身的20倍，整体床身的机床刚性大大加强。

2、解决铸铁分体床头箱热变形的问题，本发明床头箱随温度的变化只有铸铁分体床身的几十分之一。

3、解决铸铁分体床身装配复杂问题，本发明装配简单，人工时间成本只有传统工艺的四分之一。

4、解决铸铁分体床身因撞击、震动等原因而造成的主轴箱锁紧螺丝松动，导致精度不稳定问题。

5、本发明节能环保，能耗是传统铸铁的百分之一。

本发明具有以下优点：

1、整体床身结构刚性大大提高，吸震性是铸铁的十倍以上，车出来的零件同样条件下表面粗糙度，比常规铸铁床身机床提高1-2个精度等级；

2、热稳定性好，随着温度变化而产生形变量是铸铁的1/20；

4、精度保持性好，受撞刀而导致床头箱移位的可能性为零；

5、耐腐蚀，对油、冷却液、和其他的腐蚀性液体有很好的抗腐蚀性；

6、节能环保，同样生产一台机床与铸铁相比，能耗只有铸铁的1％，铸铁每吨溶化需要700度电，我们的床身每吨成型仅需要5-7度电。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实施例主轴箱的脱模生产工艺图。

图2是图1中拼装模具内部示意图。

图3是图1主轴箱脱模后安装完主轴配件状态图。

图4是本实施例底座的生产工艺图。

图5是本实施例底座脱模状态下的示意图。

图6是本实施例底座上采用精密治具精度复印的工艺图。

图7是本实施例底座上安装完导轨后的示意图。

图8是本实施例拖板的生产工艺图。

图9是图8中拼装模具内部示意图。

图10是拖板脱模状态下的示意图。

图11是拖板的结构示意图。

图12是本实施例调整安装精度状态一的步骤图。

图13是本实施例调整安装精度状态二的步骤图。

图14是拆除调整装置车床床身整体成型后的示意图。

标号说明：主轴箱1、拼装模具2、芯棒治具3、预埋插件4、主轴配件5、底座6、精密治具7、拖板8、校验芯棒9、千分表10、线轨11、调整装置12。

具体实施方式

工艺的设计思路：

根据数控车床主轴箱及床身结构，各设计、制造一套逆向拆装模具，在模具中浇筑高分子矿物聚合物材料(矿物铸件)，用和床身一样的材料粘结剂，将两个部件粘结聚合成整体式数控车床床身。

用高分子矿物铸件良好的粘结性，极低的变形量，非常高的吸震性能将数控车床的床身和床头箱做成整体部件。将机床的性能突破原有材料的约束，同样配置情况下精度等各项性能远远超过传统机床。

以下结合具体实施例来说明本发明，下列实施例仅用于说明本发明的技术方案，并不限定本发明的保护范围。

本实施例所用拼装模具2、预埋插件4、精密治具7随生产工艺需要形状、尺寸、位置会有变化，但其基本功能不变，故标称统一。

如图1-3所示：主轴箱1部分的工艺：

1、根据主轴箱1结构，设计制作出一款逆向的拼装模具2。其中，有一根经过精磨的芯棒治具3(圆柱度和直线精度、垂直度≤0.002mm，尺寸公差为H5级精度)，用于保证主轴内孔及端面的精度。

2、将模具全部组装到位，装好预埋插件4(如螺孔)及芯棒治具3。

3、把高分子矿物质材料倒入模具，等固化成型后脱模，抽出芯棒即可得到和精磨芯棒一样精度的主轴内孔或主轴轴承安装内孔。

4、主轴箱1内主轴配件5的安装有两种结构：分为套筒式主轴及直接安装轴承式，将套筒式主轴或主轴轴承及主轴轴芯安装在主轴箱1内，端面螺丝锁紧，这样配合精密的矿物铸件主轴箱1即完成。

矿物铸件的吸震性极好，这样可以大幅度的降低主轴震动，极大提高了主轴的稳定性、保证精度，最直接吸收切削带来的震动。

如图4-7所示：底座6部分的工艺：

1、根据底座6结构，设计制作出一款逆向的拼装模具2；

2、把高分子矿物质材料倒入模具，等固化成型后脱模，即可得到完整的车床底座6；

3、线轨11安装面采取用已经精磨好的精密治具7(直线度控制在0.004/1000)类似用复印的方法，将精密治具7的精度复印到机床线轨11安装面上去，具体方法如下：

①将精密治具7放置在线轨11安装面上方，并调制好位置；

②线轨11安装面和精密治具7之间留有一定的空隙；

③再将高分子精密浇筑料填充入空隙处；

④等精密浇筑料固化不会变形后，再将精密治具7撤离；

⑤这样精密治具7的精度就反馈到线轨11安装面上；

线轨11无需再上磨床进行磨削加工，

精密治具7可以重复使用。

4、在导轨面安装好线轨11，并校好精度。

如图8-11所示：拖板8部分的工艺：

1、根据拖板8结构，设计制作出一款逆向的拼装模具2；

2、把高分子矿物质材料倒入模具，等固化成型后脱模，即可得到完整的拖板8；

3、线轨11安装面及底部滑块安装面再经过磨床精磨，或者用精密治具7精密复印浇筑的方法，将直线度精度可控制在≤0.005/1000mm；

4、将拖板8安装在床身的Z向线轨11上。

如图12-14所示：床头箱(主轴箱1)和床身(底座6)整合的工艺：

1、将装好主轴的主轴箱1放置在床身床头上方；

2、将调整装置12安装在主轴箱1与底座6连接处(调整装置12用以调整主轴与导轨面之间的平行度、垂直度等精度)；

3、主轴箱1和底座6之间留有一定的空隙；

4、在拖板8上放置杠杆千分表10；

5、在主轴上固定一根标准校验芯棒9；

6、左右移动拖板8，用千分表10去打芯棒的侧母线和上母线，千分表10控制在≤0.005/1000mm，根据打表的数据来调节调整装置12，正常情况下在20分钟内即可调节到需要精度，再锁死调整装置12；

7、将床身原料类似的粘结剂(里面含有石英粉等变形量极其低物质的粘结剂)注入到主轴箱1与底座6连接处，静置，直到完全固化稳定，再拆除调整装置12。这样主轴和Z向线轨11调节好的精度被永久保持下来；

最后，一台高精度、高刚性、高吸震性、受温度变化变形极低的整体式高分子矿物铸件数控车床床身即完成。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种矿物铸件整体式数控车床床身生产工艺，其特征是，工艺步骤包括：

A、采用矿物质材料铸模生产主轴箱，并安装好主轴配件；

B、采用矿物质材料铸模生产底座，并调整精度后安装直线导轨；

C、采用矿物质材料铸模生产拖板，并调整拖板的线轨安装面及底部滑块安装面精度，后将拖板安装在底座的Z向线轨上；

D、主轴箱、底座和拖板精度调节后，主轴箱和底座一体安装的工艺。

2.根据权利要求1所述的矿物铸件整体式数控车床床身生产工艺，其特征是，所述步骤A的工艺包括：

1)将主轴箱模具全部组装到位，装好芯棒治具；

2)将矿物质材料倒入主轴箱模具，等固化成型后脱模，抽出芯棒治具；

3)安装主轴配件在主轴箱内，矿物铸件主轴箱即完成。

3.根据权利要求2所述的矿物铸件整体式数控车床床身生产工艺，其特征是，步骤3)主轴配件的安装包括将套筒式主轴或主轴轴承及主轴轴芯安装在主轴箱内。

4.根据权利要求1所述的矿物铸件整体式数控车床床身生产工艺，其特征是，所述步骤B的工艺包括：

1)将底座模具全部组装到位；

2)将矿物质材料倒入底座模具，等固化成型后脱模；

3)采取用已经精磨好的精密治具，将治具的精度复印到底座的线轨安装面上去；

4)在线轨安装面安装好直线导轨，并校好精度。

5.根据权利要求4所述的矿物铸件整体式数控车床床身生产工艺，其特征是，步骤3)包括：

①将精密治具放置在底座的线轨安装面上方，并调制好位置；

②线轨安装面和精密治具之间留有一定的空隙；

③再将高分子精密浇筑料填充入空隙处；

④等精密浇筑料固化不会变形后，再将精密治具撤离；

⑤精密治具的精度反馈到线轨安装面上。

6.根据权利要求1所述的矿物铸件整体式数控车床床身生产工艺，其特征是，所述步骤C的工艺包括：

1)将拖板模具全部组装到位，装好预埋插件；

2)将矿物质材料倒入拖板模具，等固化成型后脱模；

3)拖板的线轨安装面及底部滑块安装面再经过磨床精磨或者用精密治具精密复印浇筑的方法控制好精度。

7.根据权利要求1所述的矿物铸件整体式数控车床床身生产工艺，其特征是，所述步骤D的工艺包括：

1)将装好主轴的主轴箱放置在底座床头上方；

2)将调整装置安装在主轴箱与底座连接处，且连接处留有间隙；

3)在拖板上放置杠杆千分表；

4)在主轴上固定一根标准校验芯棒；

5)左右移动拖板，用千分表去打芯棒的侧母线和上母线，根据打表的数据来调节调整装置，调节到需要精度，再锁死调整装置；

6)将和主轴箱成分一样的粘结剂注入到主轴箱与底座连接处，静置，直到完全固化稳定，再拆除调整装置。

8.根据权利要求1所述的矿物铸件整体式数控车床床身生产工艺，其特征是，所述的步骤

A、B或C包括模具预埋插件的步骤；步骤A、B或C采用的模具为拼装模具。

9.根据权利要求2所述的矿物铸件整体式数控车床床身生产工艺，其特征是，所述的芯棒治具的规格：圆柱度、直线精度和垂直度≤0.002mm，尺寸公差为H5级精度。

10.根据权利要求7所述的矿物铸件整体式数控车床床身生产工艺，其特征是，步骤5)用千分表去打芯棒的侧母线和上母线，千分表控制在≤0.005/1000mm。