过去,由于铸铁价格低,铸件适于成批生产,铸件减震性能好,所以铸铁机床机身一直占有优势。
随着现代工业和新型加工技术的发展,机床机身逐步改用焊接结构。
切削加工精度较高,因此必须要求机床的机身具有很高的刚度。
在单件小批生产的大型、重型及专用机床,大量采用焊接结构代替铸造结构,经济效果十分明显。
图1-1所示为卧式车床焊接机身。
焊接机身结构分析
如图1-1a所示,焊接机身主要由箱形床腿、加强筋、导轨、纵梁及斜板等零部件组成。
如图1-1b所示,机身断面结构形式是通过纵梁和斜板实现的;它把整个方箱断面分割成两个三边形的断面,下方三边形完全闭合;这样的断面结构具有较大的抗弯扭刚度。
采用焊接机身需考虑的问题
1.经济效益问题
焊接机身经济效益与生产批量有关;它特别适用于单件小批量生产的大型或专用机床。
2.减震性问题
机身的减震性不仅取决于选用的材料,而且还与结构本身有关;可以分为材料减震性和结构减震性两个方面;焊接机身钢质材料的减震性低于铸铁;因此,必须从结构上采取措施以保证焊接机身结构的减震性。
3.刚度问题
焊接机身一般采用轧制的钢板和型钢焊接而成,形状特殊的部分也采用一些小型锻件或铸件焊接机身应用*多的材料主要是可焊性好的低碳钢和普通低合金钢;由于钢材的弹性模量比铸铁高,在保证相同刚度条件下焊接机身比铸铁机身的自重轻很多。因此焊接机身可以满足切削加工时的刚度要求。
4.尺寸稳定性问题
焊接机身中存在较严重的焊接残余应力,这对焊接结构的尺寸稳定性有影响;特别是切削机床的机身,要求尺寸的稳定性更高;所以,焊接机身在焊后必须进行消除应力处理。
5.机械加工问题
机床焊接结构焊后需要进行一定的机加工。焊接机身采用的低碳钢可焊性好;但机械加工性能不如铸铁和中碳钢;所以在研究机身焊接结构工艺性时,还应该考虑机械加工工艺性问题。
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