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数控机床的床身布局 - 加工中心

精工机床的床身布局 精工机床的床身是整个机床的基础支承件,一般用来放置导轨、主轴箱等主要部件。为了满足精工机床的加工精度。对精工机床的床身则有更高的要求: (1)要有很高的精度和精度保持性,在床身上有很多安装零部件的加工面和运动部件的导轨面,这些面本身的精度和彼此位置精度的要求都很高,并且要能长时间保持。 (2)应该具有足够的静动刚度,要有较高的刚度一质量比和较好的动态特性。 (3)要有较好的热不变性,对精工机床来说,热不变性是个突出的问题,必需在设计上做到使整机的热变形变小,或者使热变形对加工精度的影响变小。 为满足精工机床的床身要求,精工机床的床身多采用整体布局。采用灰口铸铁、人造花岗岩、钢板焊接件等材料。 1.铸造床身布局 按照精工机床的类型不同,床身的布局有各种各样的形式。精工铣床和加工中心等精工机床的床身布局有固定式立柱和移动式立柱两种。前者一般适应于中小型立式或卧式加工中心,而后者又分为整体T形床身和前后床成分开组装的T形床身。T形床身是指床身由横置的前床身(也称横床身)和与之垂直的后床身(也称纵床身)组成。整体式床身布局,截面采用封闭箱形布局,其刚度高,但铸造困难。对大中型精工机床的整体床身,加工也面临难度。而分离式T形床身,铸造工艺性和加工工艺性都大大地得到了改善,但床身连接处必需刮研,连接时用定位键和专用定位销定位,周边还需用螺栓紧固;这样即可满足刚度和精度的使用要求。 精工机床床身布局一般为箱体布局,合理安插床身的肋板可以提高静刚度,纵向肋板能提高立柱的抗弯和抗扭刚度,提高抗扭刚度效果更为显著;对角线斜置肋板和对角线交叉肋板对提高立柱的刚度更为有效。精工车床的床身截面,床身导轨倾斜安插,改善了排屑条件;同时截面外形采用封闭式箱体布局,从而加大了床身截面的外轮廓尺寸,使该床身具有很高的抗弯、抗扭刚度。这种倾斜安插的布局为精工车床所遍及采用。图3-37(a)、(b)所示是床身中常用的几种肋板安插的截面图。 车削中心床身,为提高其刚度和减小热变形,一般采用布局相对热源对称的斜床身。斜床身可以改善切削加工时的受力情况,在产生热变形时.相对热源对称布局可保证工件或刀具回转中心对称线的位置不变。在床身内腔充填泥芯、混凝土,振动时可操作相对摩擦来耗散振动能量,从而提高布局的阻尼特性。如图3-37(c)所示。 2.钢板焊接布局 持久以来,机床床身主要采用铸铁件。近年来,以钢板焊接布局代替铸铁件的趋势不竭扩大,从最先在单件和小批量的重型和超重型机床上的应用,逐步成长到有必然批量的中型机床。 钢板焊接布局床身的刚度高于铸造床身。这是因为两种床身的肋板安插不同,钢板焊接布局轻易采用最有利于提高刚度的肋板安插形式。能充实阐扬壁板和肋板的承载及反抗变形的作用;焊接布局还无须铸造布局所需的出砂口,有可能将床身做成完全封闭的箱形布局。别的,钢板的弹性模量与铸铁的弹性模量几乎相差一倍。因此采用钢板焊接布局床身有利于提高固有频率。            图3-37 几种精工机床床身安插截面 (a)加工中心的床身截面;(b)立式加工中心立柱截面;(C)精工车床的床身截面
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