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數控龍門銑床中床身設計的高要求

發布者：dh001  發布時間：2017-02-17  閱讀次數：   次

數控龍門銑床中對床身設計要求非常高，因為床身的合理設計對機床很重要，別看一個小小的床身，它會直接整個什么意思的剛性、加工精度、壽命等。大恒小編針對數控龍門銑床床身做下詳細介紹：

第一、 對床身結構的基本要求

機床的床身是整個機床的基礎支持件，一般用來放置導軌，主軸箱等重要部件。為了滿足數控機床高速度、高精度、高生產率、高可靠性和高自動化程度的要求，與普通機床相比，數控機床應有高的靜、動剛度，更好的抗振性。

第二、對數控機床的床身主要在以下 3 個方面提出了更高的要求：

1．很高的精度和精度保持性在床身上有很多安裝零部件的加工面和運動部件的導軌面，這些面本身的精度和相互位置精度要求都很高，而且要長時間保持。另外，機床在切削加工時，所有的靜、動載荷最后往往都傳到床身上，所以，床身受力很復雜。為此，為保證零部件之間的相互位置或相對運動精度，除了滿足幾何尺寸位置等精度要求外，還需要滿足靜、動剛度和抗振性、熱穩定性、工藝性等方面的技術要求。

2．應具有足夠的靜、動剛度

靜剛度包括：床身的自身結構剛度、局部剛度和接觸剛度，都應該采取相應的措施，最后達到有較高的剛度-質量比。動剛度直接反映機床的動態性能，為了保證機床在交變載荷作用下具有較高的抵抗變形的能力和抵抗受迫振動及自激振動的能力，可以通過適當的增加阻尼、提高固有頻率等措施避免共振及因薄壁振動而產生噪音。

3．較好的熱穩定性

對數控機床來說，尤其是高精度數控機床，熱穩定性已經成了一個突出問題，必須在設計上要做到使整機的熱變形小，或使熱變形對加工精度的影響小。熱變形將直接影響機架的原有的精度，從而是產品精度下降，如立軸矩臺平面磨床，立柱前臂的溫度高于后臂，是立柱后傾，其結果磨出的零件工作表面與安裝基面不平行；有導軌的機架，由于導軌面與底面存在溫差，在垂直平面內導軌將產生中凸或中凹熱變形。因此，床身結構設計時應使熱變形盡量小。

第三、床身機架設計的一般要求 ：

 1） 在滿足強度和剛度的前提下，機架的重量應要求輕、成本低；

2） 抗振性好。把受迫振動振幅限制在允許范圍內；

3） 躁聲小；

4） 溫度場分布合理，熱變形對精度的影響小；

5） 結構設計合理，工藝性良好，便于鑄造、焊接和機械加工；

6） 結構力求便于安裝與調整，方便修理和更換零部件；

7） 有導軌的機架要求導軌面受力合理、耐磨性良好；

8） 造型好。使之既適用經濟，有美觀大方。

5.1.2 床身的結構

1．床身結構

根據數控機床的類型不同，床身的結構形式有各種各樣的形式。例如數控車床床身的結構形式有平床身、斜床身、平床身斜導軌和直立床身等四種類型。另外，斜床身結構還能設計成封閉式斷面，這樣大大提高了床身的剛度。數控鉆銑床、加工中心等這一類數控機床的床身結構與數控車床有所不同。例如加工中心的床身有固定立柱式和移動立柱式兩種。前者一般使用于中小型立式和臥式加工中心，而后者又分為整體 T 形床身和前后床身分開組裝的

T 形床身。所謂 T 形床身是指床身是由橫置的前床身和與它垂直的后床身組成。整體式床身，剛性和精度保持性都比較好，但是卻給鑄造和加工帶來很大不便，尤其是大中型機床的整體床身，制造時需要大型設備。而分離式 T形床身，鑄造工藝性和加工工藝性都大大改善。前后床身聯接處要刮研，聯接時用定位鍵和專用定位銷定位，然后再沿截面四周， 用大螺栓固緊。這樣聯接成的床身，再剛度和精度保持性方面，基本能滿足使用要求。這種分

離式 T 形床身適用于大中型臥式加工中心。 由于床身導軌的跨距比較窄，第 5 章 床身、橫梁導軌和工作臺 致使工作臺在橫溜板上移動到達行程的兩端時容易出現翹曲，將會影響加工精度，為了避免工作臺翹曲，有的立式加工中心增設了輔助導軌。

2．床身的截面形狀

數控機床的床身通常為箱體結構，合理設計床身的截面形狀及尺寸，采用合理布置的肋板結構可以在較小質量下獲得較高的靜剛度和適當的固有頻率。床身肋板一般根據床身結構和載荷分布情況，驚醒設計，滿足床身剛度和抗振性要求，V 形肋板有利于加強導軌支承部分的剛度；斜方肋和對角肋結構可明顯增強床身的扭轉剛度，并且便于設計成全封閉的箱形結構。此外，還有縱向肋板和橫向肋板，分別對抗彎剛度和抗扭剛度有明顯效果；米字形肋板和井字形肋板的抗彎剛度也較高，尤其是米字形肋板更高。

3．床身的結構設計

床身結構設計時，應盡量避免薄壁結構并簡化表面形狀。根據本設計的具體情況及要求，床身的結構設如下：

4.床身的設計步驟

⑴根據床身上的零件、部件情況和設計要求初步確定床身及機架的結構形狀和尺寸，以保證機架內外的零件能正常運動

⑵根據產品批量和結構形式初步確定制造方法，合理選擇材料，單件小批量的非標準設備機架可以采用焊接和鍛喊結合的機架⑶分析承載情況，根據承載情況合理的選擇截面形式，確定主要設計參數

⑷畫出結構草圖，進行必要的強度和剛度計算和尺寸修改

⑸對重要設備的床身，還應該進行模擬實驗設計和模擬實驗，并根據實驗結果對設計進行修改。銑床中對床身結構的要求。

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