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数控龙门铣床中床身设计的高要求

发布者：dh001  发布时间：2017-02-17  阅读次数：   次

数控龙门铣床中对床身设计要求非常高，因为床身的合理设计对机床很重要，别看一个小小的床身，它会直接整个什么意思的刚性、加工精度、寿命等。大恒小编针对数控龙门铣床床身做下详细介绍：

第一、 对床身结构的基本要求

机床的床身是整个机床的基础支持件，一般用来放置导轨，主轴箱等重要部件。为了满足数控机床高速度、高精度、高生产率、高可靠性和高自动化程度的要求，与普通机床相比，数控机床应有高的静、动刚度，更好的抗振性。

第二、对数控机床的床身主要在以下 3 个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相互位置精度要求都很高，而且要长时间保持。另外，机床在切削加工时，所有的静、动载荷最后往往都传到床身上，所以，床身受力很复杂。为此，为保证零部件之间的相互位置或相对运动精度，除了满足几何尺寸位置等精度要求外，还需要满足静、动刚度和抗振性、热稳定性、工艺性等方面的技术要求。

2．应具有足够的静、动刚度

静刚度包括：床身的自身结构刚度、局部刚度和接触刚度，都应该采取相应的措施，最后达到有较高的刚度-质量比。动刚度直接反映机床的动态性能，为了保证机床在交变载荷作用下具有较高的抵抗变形的能力和抵抗受迫振动及自激振动的能力，可以通过适当的增加阻尼、提高固有频率等措施避免共振及因薄壁振动而产生噪音。

3．较好的热稳定性

对数控机床来说，尤其是高精度数控机床，热稳定性已经成了一个突出问题，必须在设计上要做到使整机的热变形小，或使热变形对加工精度的影响小。热变形将直接影响机架的原有的精度，从而是产品精度下降，如立轴矩台平面磨床，立柱前臂的温度高于后臂，是立柱后倾，其结果磨出的零件工作表面与安装基面不平行；有导轨的机架，由于导轨面与底面存在温差，在垂直平面内导轨将产生中凸或中凹热变形。因此，床身结构设计时应使热变形尽量小。

第三、床身机架设计的一般要求 ：

 1） 在满足强度和刚度的前提下，机架的重量应要求轻、成本低；

2） 抗振性好。把受迫振动振幅限制在允许范围内；

3） 躁声小；

4） 温度场分布合理，热变形对精度的影响小；

5） 结构设计合理，工艺性良好，便于铸造、焊接和机械加工；

6） 结构力求便于安装与调整，方便修理和更换零部件；

7） 有导轨的机架要求导轨面受力合理、耐磨性良好；

8） 造型好。使之既适用经济，有美观大方。

5.1.2 床身的结构

1．床身结构

根据数控机床的类型不同，床身的结构形式有各种各样的形式。例如数控车床床身的结构形式有平床身、斜床身、平床身斜导轨和直立床身等四种类型。另外，斜床身结构还能设计成封闭式断面，这样大大提高了床身的刚度。数控钻铣床、加工中心等这一类数控机床的床身结构与数控车床有所不同。例如加工中心的床身有固定立柱式和移动立柱式两种。前者一般使用于中小型立式和卧式加工中心，而后者又分为整体 T 形床身和前后床身分开组装的

T 形床身。所谓 T 形床身是指床身是由横置的前床身和与它垂直的后床身组成。整体式床身，刚性和精度保持性都比较好，但是却给铸造和加工带来很大不便，尤其是大中型机床的整体床身，制造时需要大型设备。而分离式 T形床身，铸造工艺性和加工工艺性都大大改善。前后床身联接处要刮研，联接时用定位键和专用定位销定位，然后再沿截面四周， 用大螺栓固紧。这样联接成的床身，再刚度和精度保持性方面，基本能满足使用要求。这种分

离式 T 形床身适用于大中型卧式加工中心。 由于床身导轨的跨距比较窄，第 5 章 床身、横梁导轨和工作台 致使工作台在横溜板上移动到达行程的两端时容易出现翘曲，将会影响加工精度，为了避免工作台翘曲，有的立式加工中心增设了辅助导轨。

2．床身的截面形状

数控机床的床身通常为箱体结构，合理设计床身的截面形状及尺寸，采用合理布置的肋板结构可以在较小质量下获得较高的静刚度和适当的固有频率。床身肋板一般根据床身结构和载荷分布情况，惊醒设计，满足床身刚度和抗振性要求，V 形肋板有利于加强导轨支承部分的刚度；斜方肋和对角肋结构可明显增强床身的扭转刚度，并且便于设计成全封闭的箱形结构。此外，还有纵向肋板和横向肋板，分别对抗弯刚度和抗扭刚度有明显效果；米字形肋板和井字形肋板的抗弯刚度也较高，尤其是米字形肋板更高。

3．床身的结构设计

床身结构设计时，应尽量避免薄壁结构并简化表面形状。根据本设计的具体情况及要求，床身的结构设如下：

4.床身的设计步骤

⑴根据床身上的零件、部件情况和设计要求初步确定床身及机架的结构形状和尺寸，以保证机架内外的零件能正常运动

⑵根据产品批量和结构形式初步确定制造方法，合理选择材料，单件小批量的非标准设备机架可以采用焊接和锻喊结合的机架⑶分析承载情况，根据承载情况合理的选择截面形式，确定主要设计参数

⑷画出结构草图，进行必要的强度和刚度计算和尺寸修改

⑸对重要设备的床身，还应该进行模拟实验设计和模拟实验，并根据实验结果对设计进行修改。铣床中对床身结构的要求。

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