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中流砥柱——数控机床床身

作者:JZ Editor     时间:2021-06-03 23:00     已有 人浏览
  数控机床是当代广泛运用的工业产品之一,它代表了现代机床控制技术的发展方向,是一种典型的机电一体化产品。而它其中的部件机床床身,也起着中流砥柱的作用,支撑起了整个机床,其重要性不言而喻。
  
  数控机床床身铁铸件的铸造方法常用的是砂型铸造,其次是特种铸造方法。如:金属型铸造、熔模铸造、石膏型铸造等。而砂型铸造又可以分为粘土砂型、有机粘结剂砂型、树脂自硬砂型、消失模等等。
  
  机床的床身是整个机床的基础支承件,用于放置主轴箱、导轨等重要部件,同时承受切力作用。对数控机床床身的基本要求有:足够的静刚度,较好的动态特性,较小的热变,易安装调整。好的动态特性需要机床有足够的动刚度和合适的阻尼,有较高的固有频,远离激振频率,避免发生共振及因薄壁振动而产生噪声,还应具有较好的热稳定性。
  
  (1)结构布局:合理的布局可有效减小构件所受弯矩和转矩,提高刚度。,主轴箱单面悬挂在立柱侧面,主轴箱的自重将使立柱到较大弯矩和转矩载荷,易产生弯曲和扭曲变形,从而直接影响加工精度。主轴箱的中心位于立柱的对称中心面内,主轴箱自重产生的弯矩和转矩较小,一般不会引立柱变形。
  
  (2)床身截面:该床身具有很高的抗弯和抗扭刚度。
  
  (3)肋板布置:合理的布置肋板结构可以实现较高的刚度一重量比,使固有频率远离激频率。
  
  (4)箱体封砂结构:床身封砂结构是利用肋板隔成封闭箱体结构,将型芯留在铸件中不除,利用砂粒良好的吸振性能,可以提高结构件的阻尼比,有明显的消振作用,可以提高身结构的静刚度。
  
  
  机床床身铸造方法选择的原则:
  
  1、优先采用砂型铸造,主要原因是砂型铸造较之其它铸造方法成本低、生产工艺简单、生产周期短。当湿型不能满足要求时再考虑使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。粘土湿型砂铸造的铸件重量可从几公斤直到几十公斤,而粘土干型生产的机床床身铸件可重达几十吨。
  
  2、根据铸造方法使其与批量生产相适应。低压铸造、压铸、离心铸造等铸造方法,因设备和模具的价格昂贵,机床床身适合批量生产。
  
  机床床身铸件等大型模具较之传统砂型有很大优势,它不但省去了昂贵的木型费用,而且便于操作,缩短了生产周期,提高了生产效率,具有尺寸精度高,加工余量小,表面质量好等优势。
  
  长期以来,机床床身主要采用铸铁件。近年来,以钢板焊接结构代替铸铁件的趋势不断扩大,从开始在单件和小批量的重型和超重型机床上的应用,逐步发展到有一定批量的中型机床。
  
  钢板焊接结构床身的刚度高于铸造床身。这是因为两种床身的肋板布置不同,钢板焊接结构容易采用最有利于提高刚度的肋板布置形式。能充分发挥壁板和肋板的承载及抵抗变形的作用;
  
  
  焊接结构还无须铸造结构所需的出砂口,有可能将床身做成完全封闭的箱形结构。另外,钢板的弹性模量与铸铁的弹性模量几乎相差一倍。因此采用钢板焊接结构床身有利于提高固有频率。
  
  每个事物的发展都少不了主体和配件之间的协作。正如床身在机床之中的地位一般,缺它不可也无法替代,类似于人类观念中的“顶梁柱”,对工业发展的贡献同样不可小觑。
  

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