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2017年5月19日

數控機床的床身結構 - 加工中心

精工機床的床身結構精工機床的床身是整個機床的基礎支承件，一般用來放置導軌、主軸箱等重要部件。為了滿足精工機床的加工精度。對精工機床的床身則有更高的要求： (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的要求都很高，而且要能長時間保持。 (2)應該具有足夠的靜動剛度，要有較高的剛度一質量比和較好的動態特性。 (3)要有較好的熱穩定性，對精工機床來說，熱穩定性是個突出的問題，必須在設計上做到使整機的熱變形變小，或者使熱變形對加工精度的影響變小。為滿足精工機床的床身要求，精工機床的床身多采用整體結構。采用灰口鑄鐵、人造花崗巖、鋼板焊接件等材料。 1．鑄造床身結構根據精工機床的類型不同，床身的結構有各種各樣的形式。精工銑床和加工中心等精工機床的床身結構有固定式立柱和移動式立柱兩種。前者一般適應于中小型立式或臥式加工中心，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。T形床身是指床身由橫置的前床身（也稱橫床身）和與之垂直的后床身（也稱縱床身）組成。整體式床身結構，截面采用封閉箱形結構，其剛度高，但鑄造困難。對大中型精工機床的整體床身，加工也面臨難度。而分離式T形床身，鑄造工藝性和加工工藝性都大大地得到了改善，但床身連接處必須刮研，連接時用定位鍵和專用定位銷定位，周邊還需用螺栓緊固；這樣即可滿足剛度和精度的使用要求。精工機床床身結構一般為箱體結構，合理布置床身的肋板可以提高靜剛度，縱向肋板能提高立柱的抗彎和抗扭剛度，提高抗扭剛度效果更為顯著；對角線斜置肋板和對角線交叉肋板對提高立柱的剛度更為有效。精工車床的床身截面，床身導軌傾斜布置，改善了排屑條件；同時截面形狀采用封閉式箱體結構，從而加大了床身截面的外輪廓尺寸，使該床身具有很高的抗彎、抗扭剛度。這種傾斜布置的結構為精工車床所普遍采用。圖3-37(a)、(b)所示是床身中常用的幾種肋板布置的截面圖。車削中心床身，為提高其剛度和減小熱變形，一般采用結構相對熱源對稱的斜床身。斜床身可以改善切削加工時的受力情況，在產生熱變形時．相對熱源對稱結構可保證工件或刀具回轉中心對稱線的位置不變。在床身內腔充填泥芯、混凝土，振動時可利用相對摩擦來耗散振動能量，從而提高結構的阻尼特性。如圖3-37(c)所示。 2．鋼板焊接結構長期以來，機床床身主要采用鑄鐵件。近年來，以鋼板焊接結構代替鑄鐵件的趨勢不斷擴大，從開始在單件和小批量的重型和超重型機床上的應用，逐步發展到有一定批量的中型機床。鋼板焊接結構床身的剛度高于鑄造床身。這是因為兩種床身的肋板布置不同，鋼板焊接結構容易采用最有利于提高剛度的肋板布置形式。能充分發揮壁板和肋板的承載及抵抗變形的作用；焊接結構還無須鑄造結構所需的出砂口，有可能將床身做成完全封閉的箱形結構。另外，鋼板的彈性模量與鑄鐵的彈性模量幾乎相差一倍。因此采用鋼板焊接結構床身有利于提高固有頻率。　　　　　　　　　　　圖3-37 幾種精工機床床身布置截面 (a)加工中心的床身截面；(b)立式加工中心立柱截面；(C)精工車床的床身截面