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简述数控车床采用钢板焊接床身的原因有哪些?
[2024-01-30]

简述数控车床采用钢板焊接床身的原因。


  采用钢板焊接床身结构可采用最有利于提高刚度的筋板布置形式,能充分发挥壁板和筋板的承裁及抵抗变形的作用; 焊接结构还无需铸造结构所需的出砂口,有可能将基础件做成完全封闭的箱形结构;钢板的弹性模量E比铸铁的弹性模量E大几乎相差一倍。因此,在结构相同时,E值大的材料刚度则高。

合理选择数控机床钢度构件的结构形式


  由于数控机床加工状况的瞬时多变情况复杂,一般很难对结构刚度进行的理论核算。设计者只能对部分构件(如轴、丝杠等)用核算方法核算其刚度,而对床身、立柱、工作台和箱体等零件的曲折和改变变形,接合面的触摸变形等,只能将其简化后进行近似核算,其核算结果往往与实际相差很大,故只能作为定性剖析的参阅。近年来,虽然在机床结构设计中选用有限元法进行剖析核算,可是一般来讲,在设计时仍需要对模型、实物或相似的样机进行实验、剖析和比照以确认合理的结构方案,尽管如此,遵循下列原则和办法,仍可以合理地进步机床的结构刚度。

  (1)正确挑选截面的形状和尺度

  构件在接受曲折和改变载荷后,其变形大小取决于断面的抗弯和改变惯性矩,抗弯和改变惯性矩大的其刚度就高。形状相同的断面,当坚持相同的截面积时,应减小壁厚、加大截面的轮廓尺度,圆形截面的抗扭刚度比方形截面的大,抗弯刚度则比方形截面的小;封闭式截面的刚度比不封闭式截面的刚度大很多;壁上开孔将使刚度下降,在孔周加上凸缘可使抗弯刚度得到恢复。

  (2)合理挑选及安置隔板和筋条

  合理安置支承件的隔板和筋条,可进步构件的静、动刚度。几种立柱的结构,在内部安置有纵、横和对角筋板,对它们进行静、动刚度实验的结果。对一些薄壁构件,为减小壁面的翘曲和构件截面的畸变,其间以蜂窝状加强筋较好。它除了能进步构件刚度外,还能减小铸造时的收缩应力。

  (3)进步构件的部分刚度

  数控机床的导轨和支承件的联接部件,往往是部分刚度最弱的部分,可是联接方法对部分刚度的影响很大。给出了导轨和床身联接的几种方式,假如导轨的尺度较宽时,使用双壁联接型式,导轨较窄时,可用单壁或加厚的单壁联接,或许在单壁上增加垂直筋条以进步部分刚度。

  (4)选用焊接结构的构件

  数控机床的床身、立柱等支承件,选用钢板和型钢焊接而成,具有减小质量进步刚度的显著长处。钢的弹性模量约为铸铁的两倍,在形状和轮廓尺度相同的前提下,如要求焊接件与铸件的刚度相同,则焊接件的壁厚只需铸件的一半;假如要求部分刚度相同,则因部分刚度与壁厚的三次方成正比,所以焊接件的壁厚只需铸件壁厚的80%左右。此外,无论是刚度相同以减轻质量,或许质量相同以进步刚度,都可以进步构件的谐振频率,使共振不易发作。用钢板焊接有可能将构件做成全封闭的箱形结构,从而有利于进步构件的刚度。


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