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文檔簡介
1、機械制造裝備設計機械制造裝備設計大連理工大學 馮辛安 主編主講 制造教研室 儲開宇學時 563.3.7 7 支承件設計支承件設計F3.3.7.1 7.1 支承件的功能支承件的功能F3.3.7.2 7.2 支承件應滿足的基本要求支承件應滿足的基本要求F3.3.7.3 7.3 支承件的結構設計支承件的結構設計F3.3.7.4 7.4 支承件的材料支承件的材料F3.3.7.5 7.5 提高支承件結構性能的措施提高支承件結構性能的措施p 支承件支承件床身、立柱、橫梁、搖臂、底座、刀架、工作臺床身、立柱、橫梁、搖臂、底座、刀架、工作臺、箱體和升降臺等、箱體和升降臺等尺寸及重量較大的零件尺寸及重量較大的零
2、件p 在切削時,刀具與工件之間相互作用的力沿著大部分支承在切削時,刀具與工件之間相互作用的力沿著大部分支承件逐個傳遞并使之變形。件逐個傳遞并使之變形。p 機床的動態(tài)力機床的動態(tài)力( (如變動的切削力,往復運動件的慣性,旋如變動的切削力,往復運動件的慣性,旋轉件的不平衡等轉件的不平衡等) )使支承件和整機振動使支承件和整機振動p 支承件的熱變形改變執(zhí)行器官的相對位置或運動軌跡。支承件的熱變形改變執(zhí)行器官的相對位置或運動軌跡。p 影響加工精度和表面質量影響加工精度和表面質量p 支承件是機床十分重要的構件支承件是機床十分重要的構件一、支承件的功用及基本要求第七節(jié)第七節(jié) 支承件及導軌支承件及導軌(一)
3、功用(一)功用p 支承支承機床各部件;機床各部件;p 承受承受切削力、重力、慣性力、摩擦力等靜態(tài)力和動態(tài)力切削力、重力、慣性力、摩擦力等靜態(tài)力和動態(tài)力p 保證保證各部件之間的相對位置精度和運動部件的相對運動軌各部件之間的相對位置精度和運動部件的相對運動軌跡的準確關系。跡的準確關系。p 內部空間內部空間可存放切削液、潤滑液、液壓油的油箱、電動機可存放切削液、潤滑液、液壓油的油箱、電動機(二)基本要求(二)基本要求p 1 1足夠的靜剛度和較高的剛度重量比足夠的靜剛度和較高的剛度重量比p 要求在規(guī)定的最大載荷作用下,變形量不得超過一定的要求在規(guī)定的最大載荷作用下,變形量不得超過一定的數值。數值。p
4、重量占機床總重量的重量占機床總重量的8080以上,應盡量減輕支承件的重以上,應盡量減輕支承件的重量。量。p 3 3應具有較好的熱變形特性,使整機的熱變形較小或熱應具有較好的熱變形特性,使整機的熱變形較小或熱變形對加工精度的影響較小變形對加工精度的影響較小 p 由于摩擦熱、切削熱等產生熱變形和熱應力由于摩擦熱、切削熱等產生熱變形和熱應力p 在鑄造、焊接和粗加工過程中,會形成內應力,使支承在鑄造、焊接和粗加工過程中,會形成內應力,使支承件變形。件變形。p 熱變形和內應力都將破壞部件間的相互位置關系和相對熱變形和內應力都將破壞部件間的相互位置關系和相對運動軌跡,影響加工精度。運動軌跡,影響加工精度。
5、p 4 4應該排屑暢通、吊運安全,并具有良好的工藝性以便應該排屑暢通、吊運安全,并具有良好的工藝性以便于制造和裝配。于制造和裝配。p 2 2良好的動態(tài)特性良好的動態(tài)特性 p 包括較大的動剛度和阻尼;包括較大的動剛度和阻尼;p 與其它部件相配合,使整機的各階固有頻率不致與激振與其它部件相配合,使整機的各階固有頻率不致與激振頻率重合而產生共振;頻率重合而產生共振;p 不會發(fā)生薄壁振動而產生噪聲等。不會發(fā)生薄壁振動而產生噪聲等。二、支承件的結構設計二、支承件的結構設計設計支承件時:設計支承件時: 1. 1. 優(yōu)先考慮所屬機床的類型、布局及常用支承件的形優(yōu)先考慮所屬機床的類型、布局及常用支承件的形狀。
6、在滿足機床工作性能的前提下,綜合考慮其工藝性。狀。在滿足機床工作性能的前提下,綜合考慮其工藝性。 2. 2. 根據其使用要求,進行受力和變形分折。根據其使用要求,進行受力和變形分折。 3. 3. 根據所受的力和其它要求根據所受的力和其它要求( (如排屑、吊運、安裝其它如排屑、吊運、安裝其它零件等零件等) )進行結構設計,初步決定其形狀和尺寸。進行結構設計,初步決定其形狀和尺寸。 4. 4. 利用計算機進行有限元計算,求出其靜態(tài)剛度和動利用計算機進行有限元計算,求出其靜態(tài)剛度和動態(tài)特性。態(tài)特性。 5. 5. 對設計進行修改和完善、選出最佳結構形式。對設計進行修改和完善、選出最佳結構形式。 這樣,
7、既能保證支承件具有良好的性能,又能盡量減輕這樣,既能保證支承件具有良好的性能,又能盡量減輕重量,節(jié)約余屬。重量,節(jié)約余屬。1 1. . 機床的類型機床的類型 機床根據其所受的載荷的特點,可分為三大類機床根據其所受的載荷的特點,可分為三大類: : (1 1)中、小型機床:)中、小型機床: 外載荷以切削力為主,工件的質量、移動部件外載荷以切削力為主,工件的質量、移動部件( (如車床的如車床的刀架刀架) )的質量等相對較小,在進行受力分析時可忽略不計。的質量等相對較小,在進行受力分析時可忽略不計。 如:中型車床、銑床、鉆床、加工中心等。如:中型車床、銑床、鉆床、加工中心等。 (2 2)精密和高精度機
8、床:)精密和高精度機床: 外載荷以移動件的重力和熱應力為主。主要是精加工,外載荷以移動件的重力和熱應力為主。主要是精加工,切削力較小。切削力較小。 例如雙柱立式坐標鏜床,主要考慮主軸箱從橫梁的一端例如雙柱立式坐標鏜床,主要考慮主軸箱從橫梁的一端移至中部,引起的橫梁彎曲和扭轉變形。移至中部,引起的橫梁彎曲和扭轉變形。(一)機床的類型布局和支承件形狀(一)機床的類型布局和支承件形狀 (3 3)大型機床:)大型機床: 工件重,切削力較大,移動件的重量也較大。載荷必須工件重,切削力較大,移動件的重量也較大。載荷必須同時考慮工件重力、切削力和移動件的重力。同時考慮工件重力、切削力和移動件的重力。例如重型
9、車床、落地鏜銑床和龍門式機床等。例如重型車床、落地鏜銑床和龍門式機床等。(一)機床的類型布局和支承件形狀(一)機床的類型布局和支承件形狀2. 2. 支承件的形狀支承件的形狀 ( (1) 1) 梁類件梁類件一個方向的尺寸比另外兩個方向大得多一個方向的尺寸比另外兩個方向大得多的零件。的零件。 如床身、立柱、橫梁、搖臂、滑枕等如床身、立柱、橫梁、搖臂、滑枕等 ( (2) 2) 板類件板類件兩個方向的尺寸比第三個方向大得多的兩個方向的尺寸比第三個方向大得多的零件。零件。 如底座、工作臺、刀架等如底座、工作臺、刀架等 ( (3) 3) 箱形件箱形件三個方向的尺寸都差不多的零件。三個方向的尺寸都差不多的零
10、件。 如箱體、升降臺等如箱體、升降臺等(一)機床的類型布局和支承件形狀(一)機床的類型布局和支承件形狀3 3機床的布局形式對支承件形狀的影響機床的布局形式對支承件形狀的影響中型臥式車床:中型臥式車床:采用前傾床身、前傾拖板布局較多。采用前傾床身、前傾拖板布局較多。優(yōu)點:優(yōu)點:排屑方便,切屑不累積在導軌上將熱量傳給床身而產排屑方便,切屑不累積在導軌上將熱量傳給床身而產生熱變形;容易安裝自動排屑裝置;床身設計成封閉的箱形,生熱變形;容易安裝自動排屑裝置;床身設計成封閉的箱形,能保證有足夠的抗彎和抗扭強度。能保證有足夠的抗彎和抗扭強度。(一)機床的類型布局和支承件形狀(一)機床的類型布局和支承件形狀
11、支承件結構設計原則:支承件結構設計原則:應在最小重量條件下,具有最大靜剛度應在最小重量條件下,具有最大靜剛度靜剛度:靜剛度:主要包括彎曲剛度和扭轉剛度,均與截面慣性矩成正主要包括彎曲剛度和扭轉剛度,均與截面慣性矩成正比。支承件截面形狀不同,即使同一材料、相等的截面積,其比。支承件截面形狀不同,即使同一材料、相等的截面積,其抗彎和抗扭慣性短也不同。抗彎和抗扭慣性短也不同。 表表3 31313為截面積近似皆為為截面積近似皆為100mm100mm2 2的的8 8種不同截面形狀的抗種不同截面形狀的抗彎和抗扭慣性短的比較。彎和抗扭慣性短的比較。 ( (二二) )支承件的截面形狀和選則支承件的截面形狀和選
12、則1.1.無論是方形、圓形或矩形:無論是方形、圓形或矩形:空空心截面的剛度都比實心的大;而心截面的剛度都比實心的大;而且同樣的斷面形狀和相同大小的且同樣的斷面形狀和相同大小的面積,外形尺寸大而壁薄的截面面積,外形尺寸大而壁薄的截面,比外形尺寸小而壁厚的截面的,比外形尺寸小而壁厚的截面的抗彎剛度和抗扭剛度都高??箯潉偠群涂古偠榷几?。結論:結論:為提高支為提高支承件剛度,支承承件剛度,支承件的截面應是中件的截面應是中空形狀,盡可能空形狀,盡可能加大截面尺寸,加大截面尺寸,在工藝可能的前在工藝可能的前提下壁厚盡量薄提下壁厚盡量薄一些。當然壁厚一些。當然壁厚不能太薄,以免不能太薄,以免出現(xiàn)薄壁振動。
13、出現(xiàn)薄壁振動。( (二二) )支承件的截面形狀和選則支承件的截面形狀和選則2. 2. 圓圓( (環(huán)環(huán)) )形截面的抗扭剛度比方形好,而抗彎剛度比方形低形截面的抗扭剛度比方形好,而抗彎剛度比方形低結論:結論:以承受彎矩為主的支承件的截面形狀應取矩形,并以其高度方以承受彎矩為主的支承件的截面形狀應取矩形,并以其高度方向為受彎方向;向為受彎方向;以承受扭短為主的支承件的截面形狀應取圓以承受扭短為主的支承件的截面形狀應取圓( (環(huán)環(huán)) )形。形。3. 3. 封閉截面的剛度遠遠大于開口截面的剛度,特別是抗扭剛封閉截面的剛度遠遠大于開口截面的剛度,特別是抗扭剛度。度。結論:結論:設計時應盡可能把支承件的截
14、面作成封閉形狀設計時應盡可能把支承件的截面作成封閉形狀有時為了排屑和在床身內安裝一些機構的需要,不能作成全封有時為了排屑和在床身內安裝一些機構的需要,不能作成全封閉形狀。閉形狀。( (二二) )支承件的截面形狀和選則支承件的截面形狀和選則三、車床床身變形對加工精度的影響三、車床床身變形對加工精度的影響車床床身車床床身在水平面內在水平面內的彎曲變形變形(近似以的彎曲變形變形(近似以1 1:1 1反映為工件反映為工件的半徑誤差);的半徑誤差);在垂直平面內在垂直平面內的彎曲變形及扭轉變形對加工精度的影響分析:的彎曲變形及扭轉變形對加工精度的影響分析:水平面內的彎曲變形大于垂直面內的影響;水平面內的
15、彎曲變形大于垂直面內的影響;扭轉變形使刀尖在扭轉變形使刀尖在y y方向產生較大的偏移;方向產生較大的偏移;設計車床床身時,設計車床床身時,主要應提高水平面內的彎曲剛度;主要應提高水平面內的彎曲剛度;在設計長床身時,在設計長床身時,也要也要注意提高扭轉剛度;注意提高扭轉剛度;四、支承件的靜剛度四、支承件的靜剛度支承件的變形包括支承件的變形包括 自身變形自身變形 局部變形局部變形 接觸變形接觸變形支承件的靜剛度支承件的靜剛度 自身剛度自身剛度 局部剛度局部剛度 接觸剛度接觸剛度如床身,載荷是通過導軌面施加到床身上如床身,載荷是通過導軌面施加到床身上變形包括變形包括床身自身的變形床身自身的變形 導軌
16、部分局部的變形導軌部分局部的變形 導軌表面的接觸變形導軌表面的接觸變形局部變形和接觸變形:局部變形和接觸變形:不能忽略,有時甚至占主要地位。不能忽略,有時甚至占主要地位。如床身設計不合理,導軌部分過于單薄,導軌處的局部變形就如床身設計不合理,導軌部分過于單薄,導軌處的局部變形就會相當大會相當大又如車床刀架,由于層次很多,接觸變形就可能占相當大的比又如車床刀架,由于層次很多,接觸變形就可能占相當大的比重重四、支承件的靜剛度四、支承件的靜剛度(一)自身剛度(一)自身剛度自身剛度自身剛度支承件抵抗自身變形的能力。支承件抵抗自身變形的能力。如:搖臂鉆床搖臂和普通車床床身的受力和變形。如:搖臂鉆床搖臂和
17、普通車床床身的受力和變形。自身剛度自身剛度主要為主要為彎曲剛度和扭轉剛度。彎曲剛度和扭轉剛度。自身剛度自身剛度取決于取決于支承件材料、構造、形狀、尺寸和隔板支承件材料、構造、形狀、尺寸和隔板的布置等。的布置等。(二)局部剛度(二)局部剛度局部剛度局部剛度抵抗局部變形的能力。抵抗局部變形的能力。局部變形局部變形發(fā)生在載荷較集中的局發(fā)生在載荷較集中的局部結構處。部結構處。局部剛度局部剛度取決于取決于受載部位的構造受載部位的構造、尺寸及筋的配置。、尺寸及筋的配置。例如,導軌與伸出床壁外面部分的彎例如,導軌與伸出床壁外面部分的彎曲變形曲變形;(三)接觸剛度(三)接觸剛度兩個平面相接觸時,由于平面的宏觀
18、不平度和微觀不平度,兩個平面相接觸時,由于平面的宏觀不平度和微觀不平度,所以只是一些高點相接觸所以只是一些高點相接觸接觸剛度接觸剛度支承件各接觸面抵抗接觸變形的能力支承件各接觸面抵抗接觸變形的能力(四)接觸剛度與自身剛度的區(qū)別(四)接觸剛度與自身剛度的區(qū)別接觸剛度接觸剛度是平均壓強與變形之比是平均壓強與變形之比Kj Kj=p Kj不是一個固定值,不是一個固定值,與與p的關系是的關系是非線性非線性的的 p很小時,兩個面之間只有少數高點接觸,接觸剛度較低。很小時,兩個面之間只有少數高點接觸,接觸剛度較低。 p較大時,接觸高點產生變形,實際接觸面積增加,接觸剛度提高。較大時,接觸高點產生變形,實際接
19、觸面積增加,接觸剛度提高。支承件的自身剛度和局部剛度對接觸壓強分布有影響。支承件的自身剛度和局部剛度對接觸壓強分布有影響。自身剛度和局部剛度較高,自身剛度和局部剛度較高,則接觸壓強的分布基本上是均勻的則接觸壓強的分布基本上是均勻的,接觸剛度也較高接觸剛度也較高自身剛度或局部剛度不足,自身剛度或局部剛度不足,在集中載荷作用下,構件變形較大在集中載荷作用下,構件變形較大,使接觸壓強分布不均,使接觸壓強分布不均,接觸變形分布也不均,降低了接觸剛接觸變形分布也不均,降低了接觸剛度度五、支承件的結構設計五、支承件的結構設計支承件的設計通常是根據使用要求和受力情況,支承件的設計通常是根據使用要求和受力情況
20、,參考同類型參考同類型機床機床,初步確定其形狀和尺寸,初步確定其形狀和尺寸較重要的支承件要進行驗算或膜型試驗,根據驗算或試驗結較重要的支承件要進行驗算或膜型試驗,根據驗算或試驗結果作適當修改果作適當修改設設 計計 方方 法法保證良好的靜剛度和動態(tài)特性保證良好的靜剛度和動態(tài)特性減少熱變形減少熱變形合理選用材料和熱處理方式合理選用材料和熱處理方式有較好的結構工藝性等有較好的結構工藝性等設計時應考慮的問題設計時應考慮的問題(一)提高支承件自身剛度(一)提高支承件自身剛度(1)正確選擇截面的形狀和尺寸正確選擇截面的形狀和尺寸支承件支承件 主要是承受力矩、扭矩以及彎扭復合載荷主要是承受力矩、扭矩以及彎扭
21、復合載荷自身剛度主要考慮自身剛度主要考慮 彎曲剛度和扭轉剛度彎曲剛度和扭轉剛度在彎、扭載荷作用下,支承件的變形與截面的抗彎慣性矩和在彎、扭載荷作用下,支承件的變形與截面的抗彎慣性矩和抗扭慣性矩有關。抗扭慣性矩有關。材料和截面積相同而形狀不同時,截面慣性矩相差很大。材料和截面積相同而形狀不同時,截面慣性矩相差很大。(2 2)合理布置隔板)合理布置隔板隔板布置的三種基本形式隔板布置的三種基本形式隔板隔板在兩壁之間起連接作用的內壁。在兩壁之間起連接作用的內壁。 隔板功用隔板功用把作用于支承件局部地區(qū)的載荷傳遞給其它壁把作用于支承件局部地區(qū)的載荷傳遞給其它壁板,從而使整個支承件各壁板能比較均勻的承受載
22、荷。板,從而使整個支承件各壁板能比較均勻的承受載荷。當支承件不能采用全封閉截面時,常常布置隔板來提高支承當支承件不能采用全封閉截面時,常常布置隔板來提高支承件的自身剛度。件的自身剛度。 縱向縱向隔板隔板主要提高抗彎剛度主要提高抗彎剛度 橫向橫向隔板隔板主要提高抗扭剛度主要提高抗扭剛度 斜向斜向隔板隔板兼有提高抗彎剛度和抗扭剛度的效果兼有提高抗彎剛度和抗扭剛度的效果(一)提高支承件自身剛度(一)提高支承件自身剛度(一)提高支承件自身剛度(一)提高支承件自身剛度必須注意隔板的布置方向:必須注意隔板的布置方向:縱向隔板應布置在彎曲平面內縱向隔板應布置在彎曲平面內,此時隔板對此時隔板對X X軸的慣性矩
23、為:軸的慣性矩為:l l3 3b/12b/12若將隔板布置在與彎曲平面相垂直的平面內時,則慣性矩為若將隔板布置在與彎曲平面相垂直的平面內時,則慣性矩為lblb3 31212兩者之比為兩者之比為l l2 2:b b2 2由于由于l lb b ,所以圖所以圖a a的的抗彎剛度比圖抗彎剛度比圖b b要大得多要大得多(一)提高支承件自身剛度(一)提高支承件自身剛度(3 3)合理開孔和加蓋)合理開孔和加蓋開孔對抗扭剛度影響較開孔對抗扭剛度影響較大。大。應該盡量避免在主要承應該盡量避免在主要承受扭矩的支承件上開孔受扭矩的支承件上開孔孔寬或孔徑不超過支承孔寬或孔徑不超過支承件寬度的件寬度的0.250.25倍
24、倍支承件外壁開孔,會降低抗彎及抗扭剛度,對抗扭剛度的影支承件外壁開孔,會降低抗彎及抗扭剛度,對抗扭剛度的影響更大。響更大。(一)提高支承件自身剛度(一)提高支承件自身剛度(二)提高局部剛度(二)提高局部剛度(1 1)合理選擇連接部位的結構)合理選擇連接部位的結構設圖設圖a a的一般凸緣連接相對連接的一般凸緣連接相對連接剛度為剛度為1.01.0則圖則圖b b有加強筋的凸緣連接剛度有加強筋的凸緣連接剛度為為1.061.06圖圖c c的凹槽式為的凹槽式為1.801.80圖圖dUdU型加強筋結構為型加強筋結構為1.851.85圖圖c c和圖和圖d d兩種結構最好兩種結構最好特別是用來承受力矩效果更好特
25、別是用來承受力矩效果更好缺點缺點結構復雜。結構復雜。(2 2)合理選擇螺釘尺寸和布置)合理選擇螺釘尺寸和布置當受力矩時,螺釘應主要布置在受拉伸的一側當受力矩時,螺釘應主要布置在受拉伸的一側當受轉矩時,螺釘應均勻分布在連接部位的四周當受轉矩時,螺釘應均勻分布在連接部位的四周螺釘尺寸應經過計算,使它足以能承受外載荷的作用螺釘尺寸應經過計算,使它足以能承受外載荷的作用(二)提高局部剛度(二)提高局部剛度(3 3)注意床身與導軌連接處的局部過渡)注意床身與導軌連接處的局部過渡圖圖a a為床身與導軌以單壁連接,結構簡單,剛度較差,適用為床身與導軌以單壁連接,結構簡單,剛度較差,適用于承受小載荷。于承受小
26、載荷。圖圖b b為單壁減薄與加強筋結構,剛度較前一種形式好,適用為單壁減薄與加強筋結構,剛度較前一種形式好,適用于中等載荷。于中等載荷。(二)提高局部剛度(二)提高局部剛度圖圖c c為雙壁連接,結構較復雜,剛度較高,適用于中等載荷為雙壁連接,結構較復雜,剛度較高,適用于中等載荷及重載荷;及重載荷;圖圖d d為直接連接,沒有過渡壁,導軌的局部剛度最高。為直接連接,沒有過渡壁,導軌的局部剛度最高。(4 4)合理配置加強筋)合理配置加強筋當支承件的內部要安裝其它機構,不但不能封閉,安置隔板當支承件的內部要安裝其它機構,不但不能封閉,安置隔板也會有所妨礙也會有所妨礙采用加強筋提高剛度采用加強筋提高剛度
27、合理配置加強筋是提高局部剛度的有效方法合理配置加強筋是提高局部剛度的有效方法加強筋的高度可取為壁厚的加強筋的高度可取為壁厚的4 45 5倍,筋的厚度取壁厚的倍,筋的厚度取壁厚的0.80.81 1倍倍(二)提高局部剛度(二)提高局部剛度圖圖a a和和b b的筋分別用來提高導軌和軸承座處的局部剛度的筋分別用來提高導軌和軸承座處的局部剛度圖圖c c、d d、e e為當壁板面積大于為當壁板面積大于400X400mm400X400mm2 2時時, ,為避免薄壁振為避免薄壁振動而在內表面加的筋,以提高壁板的抗彎剛度動而在內表面加的筋,以提高壁板的抗彎剛度(二)提高局部剛度(二)提高局部剛度最好方法:最好方
28、法:減少接觸面的層次;如將車床床身和床腿做成整體減少接觸面的層次;如將車床床身和床腿做成整體式。式。但具體設計時,常限于結構或功能上的原因而不能減少接觸面但具體設計時,常限于結構或功能上的原因而不能減少接觸面的層次,例如車床的刀架。的層次,例如車床的刀架。(三)提高接觸剛度(三)提高接觸剛度(1 1)導軌面和重要的固定結合面必須配刮或配磨刮研時,每)導軌面和重要的固定結合面必須配刮或配磨刮研時,每25252525mmmm2 2: 高精度機床為高精度機床為1212點點 精密機床為精密機床為8 8點點 普通機床為普通機床為6 6點點 并使接觸點均勻分布并使接觸點均勻分布固定結合面配磨時,表面粗糙度
29、值應小于固定結合面配磨時,表面粗糙度值應小于Ra1.6Ra1.6(2 2)以固定螺釘連接時:以固定螺釘連接時:通常應使接觸面間的平均預壓壓強通常應使接觸面間的平均預壓壓強不得小于不得小于2MPa2MPa,以消除表面微觀不平度的影響,并據此確定固以消除表面微觀不平度的影響,并據此確定固定螺釘的直徑、數量、布置位置以及擰緊螺釘時施加的力。定螺釘的直徑、數量、布置位置以及擰緊螺釘時施加的力。不能用活扳手來擰緊螺釘不能用活扳手來擰緊螺釘用測力扳手用測力扳手決定固定螺釘的直徑、數量、決定固定螺釘的直徑、數量、距離、以及擰螺釘時的力矩距離、以及擰螺釘時的力矩(三)提高接觸剛度(三)提高接觸剛度(四)提高支
30、承件的抗振性(四)提高支承件的抗振性支承件是一個多自由度系統(tǒng)。就定性分析而言,對單自由度系支承件是一個多自由度系統(tǒng)。就定性分析而言,對單自由度系統(tǒng)抗振性的分析也適用于多自由度系統(tǒng)。統(tǒng)抗振性的分析也適用于多自由度系統(tǒng)。在一個幅值為在一個幅值為F,F,角頻率為角頻率為的正弦交變激振力作用下,單自由的正弦交變激振力作用下,單自由度有阻尼系統(tǒng)受迫振動的幅值為度有阻尼系統(tǒng)受迫振動的幅值為222211nnKFA減小系統(tǒng)受迫振動幅值的措施:減小系統(tǒng)受迫振動幅值的措施:減小振源的激振力減小振源的激振力F F;提高系統(tǒng)的靜剛度;提高系統(tǒng)的靜剛度K K;增大系統(tǒng)的阻尼比增大系統(tǒng)的阻尼比;提高系統(tǒng)的固有頻率;提高系
31、統(tǒng)的固有頻率n n或改變激振頻率或改變激振頻率,使兩者遠離均可以。使兩者遠離均可以。當當n時,時,A主要取決于系統(tǒng)的慣性,可用加大質量的辦主要取決于系統(tǒng)的慣性,可用加大質量的辦法來提高抗振柱。這個區(qū)域稱為法來提高抗振柱。這個區(qū)域稱為“慣性區(qū)慣性區(qū)”。當當 n時,時,A急劇增加。這個區(qū)域稱為急劇增加。這個區(qū)域稱為“共振區(qū)共振區(qū)”。在共振。在共振區(qū)內阻尼的影響很大。區(qū)內阻尼的影響很大。阻尼愈小,阻尼愈小,共振表現(xiàn)得愈強烈。共振表現(xiàn)得愈強烈。(四)提高支承件的抗振性(四)提高支承件的抗振性(五)提高抵抗受迫振動的能力(五)提高抵抗受迫振動的能力1.避開共振區(qū),使支承件的固有頻率遠離激振頻率。避開共振
32、區(qū),使支承件的固有頻率遠離激振頻率。由于一由于一般振源的頻率較低,所以可以采用提高靜剛度或減小質量的般振源的頻率較低,所以可以采用提高靜剛度或減小質量的方法來提高支承件的固有頻率。方法來提高支承件的固有頻率。2.提高靜剛度和設法加大阻尼。提高靜剛度和設法加大阻尼。提高靜剛度提高靜剛度不僅能減少靜態(tài)受力下的變形,而且降低低頻振不僅能減少靜態(tài)受力下的變形,而且降低低頻振動時的振幅,以提高抗振性。動時的振幅,以提高抗振性。增加阻尼增加阻尼可以顯著地提高抗振性,尤其是激振頻率較高接近可以顯著地提高抗振性,尤其是激振頻率較高接近于固有頻率時,可以大大地降低其振幅,抑制振動。于固有頻率時,可以大大地降低其
33、振幅,抑制振動。(五)提高抵抗受迫振動的能力(五)提高抵抗受迫振動的能力(五)提高抵抗受迫振動的能力(五)提高抵抗受迫振動的能力增加阻尼的常用方法增加阻尼的常用方法p 1 1)在支承件內腔)在支承件內腔充填泥芯或混凝土充填泥芯或混凝土等具有高內阻尼的材料。等具有高內阻尼的材料。p 2 2)采用具有)采用具有阻尼性能的焊接結構阻尼性能的焊接結構。如采用間斷焊縫、焊減振。如采用間斷焊縫、焊減振接頭等來加大摩擦阻尼。接頭等來加大摩擦阻尼。p 3 3)對于彎曲振動結構尤其是薄壁結構,在其表面噴涂一層具)對于彎曲振動結構尤其是薄壁結構,在其表面噴涂一層具有有高內阻尼的粘滯性材料高內阻尼的粘滯性材料,如瀝
34、青基制成的膠泥減振劑、高,如瀝青基制成的膠泥減振劑、高分子聚合物和油漆膩子等,或采用石墨纖維的約束帶和內阻分子聚合物和油漆膩子等,或采用石墨纖維的約束帶和內阻尼高、剪切膜量極低的壓敏式阻尼膠等。尼高、剪切膜量極低的壓敏式阻尼膠等。p 4 4)采用)采用環(huán)氧樹脂粘結環(huán)氧樹脂粘結的結構,其抗振性超過鑄造和焊接結構的結構,其抗振性超過鑄造和焊接結構。p 5 5)采用較粗糙的加工面或在接觸面間墊以)采用較粗糙的加工面或在接觸面間墊以彈性材料彈性材料,也能增,也能增加阻尼提高抗振性。但此時接觸剛度有所降低。加阻尼提高抗振性。但此時接觸剛度有所降低。增加阻尼的常用方法增加阻尼的常用方法六、減少支承件的熱變
35、形六、減少支承件的熱變形 機床工作時各種熱源,如電動機、液壓系統(tǒng)、切削熱和機床工作時各種熱源,如電動機、液壓系統(tǒng)、切削熱和摩擦熱等,使各部件因溫度分布不均勻而產生變形,這就是摩擦熱等,使各部件因溫度分布不均勻而產生變形,這就是熱變形熱變形。 熱變形對于普通中小型機床加工精度的影響不太明顯。熱變形對于普通中小型機床加工精度的影響不太明顯。但對但對精密機床精密機床、自動機床及重型機床加工精度的影響卻很大。、自動機床及重型機床加工精度的影響卻很大。(一)散熱和隔熱(一)散熱和隔熱 散熱散熱: :適當加大適當加大散熱散熱面積,加設散熱片,發(fā)熱較多的部面積,加設散熱片,發(fā)熱較多的部件應使其周圍空氣流動暢
36、通,等都能改善散熱條件。件應使其周圍空氣流動暢通,等都能改善散熱條件。 隔熱:隔離隔熱:隔離熱源是減少熱變形的一個有效措施熱源是減少熱變形的一個有效措施 例例: :單柱坐標鏜床,電動機外有隔熱罩,立柱后壁設進單柱坐標鏜床,電動機外有隔熱罩,立柱后壁設進氣口,頂部有排氣口,電動機風扇使氣流向上運動,圖中箭氣口,頂部有排氣口,電動機風扇使氣流向上運動,圖中箭頭所示,與自然通風氣流一致,以加強散熱頭所示,與自然通風氣流一致,以加強散熱六、減少支承件的熱變形六、減少支承件的熱變形(二)均熱(二)均熱 由于支承件各處受熱情況不同,質量不均,使各部位由于支承件各處受熱情況不同,質量不均,使各部位的溫度不均
37、,熱膨脹也就不均,不均勻的熱膨脹對加工精的溫度不均,熱膨脹也就不均,不均勻的熱膨脹對加工精度的影響更大,因此要考慮度的影響更大,因此要考慮均熱均熱問題。問題。 例如車床床身,可以用改變傳熱路線的辦法來減少溫例如車床床身,可以用改變傳熱路線的辦法來減少溫度不均。度不均。六、減少支承件的熱變形六、減少支承件的熱變形(三)使熱變形對精度影響較小(三)使熱變形對精度影響較小 同樣的熱變形,由于結構形式不同,對精度的影響是不同樣的熱變形,由于結構形式不同,對精度的影響是不同的。同的。 例如圖例如圖4-15a4-15a所示為單柱臥式坐標鏜床,由于主軸箱溫所示為單柱臥式坐標鏜床,由于主軸箱溫升,引起立柱前、
38、后壁溫度不同,將使主軸軸線產生位移。升,引起立柱前、后壁溫度不同,將使主軸軸線產生位移。六、減少支承件的熱變形六、減少支承件的熱變形如果采用圖如果采用圖4-15b4-15b所示的雙柱對所示的雙柱對稱結構,就可使熱變形對主軸稱結構,就可使熱變形對主軸軸線位移的影響大大減少。軸線位移的影響大大減少。七、合理選擇支承件材料和熱處理七、合理選擇支承件材料和熱處理 支承件的材料主要為支承件的材料主要為鑄鐵和鋼鑄鐵和鋼 (一)鑄鐵(一)鑄鐵 一般支承件用灰鑄鐵制成,在鑄鐵中加入少量合金元素可一般支承件用灰鑄鐵制成,在鑄鐵中加入少量合金元素可提高耐磨性。提高耐磨性。 鑄鐵的特點:鑄鐵的特點:鑄鐵鑄造性能好,
39、容易獲得復雜結構的支承鑄鐵鑄造性能好,容易獲得復雜結構的支承件;鑄鐵的內摩擦力大,阻尼系數大,使振動衰減的性能好,件;鑄鐵的內摩擦力大,阻尼系數大,使振動衰減的性能好,成本低。但鑄件需要木模芯盒,制造周期長,有時產生縮孔、成本低。但鑄件需要木模芯盒,制造周期長,有時產生縮孔、氣泡等缺陷,成本高,適于成批生產。氣泡等缺陷,成本高,適于成批生產。 1.1.導軌與支承件鑄為一體,則鑄鐵的牌號應根據導軌的要導軌與支承件鑄為一體,則鑄鐵的牌號應根據導軌的要求選擇。求選擇。 2.2.導軌是鑲裝上去的,或支承件上沒有導軌,一般可采用導軌是鑲裝上去的,或支承件上沒有導軌,一般可采用HT150HT150 3.3
40、.支承件由型鋼和鋼板焊接,常用支承件由型鋼和鋼板焊接,常用Q235AFQ235AF或或Q275Q275鋼。鋼。 時效處理:時效處理: 在鑄造或焊接中的殘余應力,將使支承件產生變形。在鑄造或焊接中的殘余應力,將使支承件產生變形。 進行進行時效處理時效處理可可以消除殘余應力以消除殘余應力 普通精度機床的支承件在粗加工后安排一次熱時效處理普通精度機床的支承件在粗加工后安排一次熱時效處理即可。即可。 精密機床最好進行兩次熱時效處理,即粗加工前、后各精密機床最好進行兩次熱時效處理,即粗加工前、后各一次。一次。 高精度機床在進行熱時效處理后,還進行天然時效處理,高精度機床在進行熱時效處理后,還進行天然時效
41、處理,即把鑄件堆放在露天即把鑄件堆放在露天一年一年左右,讓它們充分地變形。左右,讓它們充分地變形。七、合理選擇支承件材料和熱處理七、合理選擇支承件材料和熱處理 ( (二二) )鋼板焊接結構鋼板焊接結構 用鋼板和型鋼等焊接支承件。用鋼板和型鋼等焊接支承件。 優(yōu)點:優(yōu)點:制造周期短,省去制作木模和鑄造工藝;支承件制造周期短,省去制作木模和鑄造工藝;支承件可制成封閉結構,剛性好;便于產品更新和結構改進;鋼板可制成封閉結構,剛性好;便于產品更新和結構改進;鋼板焊接支承件固有頻率比鑄鐵高,在剛度要求相同情況下,采焊接支承件固有頻率比鑄鐵高,在剛度要求相同情況下,采用鋼焊接支承件可比鑄鐵支承件壁厚減少一半
42、,重量減輕用鋼焊接支承件可比鑄鐵支承件壁厚減少一半,重量減輕20%20%5050。 可以通過有限元法對焊接件結構負載和剛度進行優(yōu)化處可以通過有限元法對焊接件結構負載和剛度進行優(yōu)化處理。根據受力情況合理布置肋板,選擇合適厚度的材料,以理。根據受力情況合理布置肋板,選擇合適厚度的材料,以提高大件的動靜剛度。提高大件的動靜剛度。 七、合理選擇支承件材料和熱處理七、合理選擇支承件材料和熱處理應用:應用:用鋼板焊接結構件代替鑄件的趨勢不斷擴大,從單件用鋼板焊接結構件代替鑄件的趨勢不斷擴大,從單件和小批生產的重型機床和超重型機床上應用,逐步發(fā)展到一和小批生產的重型機床和超重型機床上應用,逐步發(fā)展到一定批量
43、的中型機床中。定批量的中型機床中。缺點:缺點:鋼板材料內摩擦阻尼約為鑄鐵的鋼板材料內摩擦阻尼約為鑄鐵的1 13 3,抗振性較鑄鐵,抗振性較鑄鐵差。為提高機床抗振性能,可采用提高阻尼的方法來改善動差。為提高機床抗振性能,可采用提高阻尼的方法來改善動態(tài)性能。態(tài)性能。七、合理選擇支承件材料和熱處理七、合理選擇支承件材料和熱處理缺點:缺點:脆性大,耐腐蝕性差,油滲入脆性大,耐腐蝕性差,油滲入導致材質疏松,所以表面需進行噴漆導致材質疏松,所以表面需進行噴漆或噴涂塑料。或噴涂塑料。應用:應用:制作不常移動的大型機械的機制作不常移動的大型機械的機身、底座、立柱等支承件。身、底座、立柱等支承件。( (三三)
44、)頂應力鋼筋混凝土頂應力鋼筋混凝土優(yōu)點:優(yōu)點:頂應力鋼筋混凝土支承件的剛度和阻尼比鑄鐵大幾倍頂應力鋼筋混凝土支承件的剛度和阻尼比鑄鐵大幾倍,抗振性好,成本較低,用鋼筋混凝土制成支承件時。鋼筋,抗振性好,成本較低,用鋼筋混凝土制成支承件時。鋼筋的配置對支承件影響較大,一般三個方向都要配置鋼筋,總的配置對支承件影響較大,一般三個方向都要配置鋼筋,總預拉力為預拉力為120120150kN150kN。七、合理選擇支承件材料和熱處理七、合理選擇支承件材料和熱處理 預應力鋼筋混凝土支承件預應力鋼筋混凝土支承件( (主要為床身、立柱、底座等)主要為床身、立柱、底座等)近年來有較大的發(fā)展。混凝土的比重是鋼的近
45、年來有較大的發(fā)展?;炷恋谋戎厥卿摰? 13 3,彈性膜量,彈性膜量是鋼的是鋼的1 110101 11515,阻尼高于鑄鐵,適合于制造受載均勻,阻尼高于鑄鐵,適合于制造受載均勻,截面積大、抗振性要求較高的支承件。截面積大、抗振性要求較高的支承件。 采用鋼筋混凝土可節(jié)約大量鋼材,降低成本。但鋼筋混采用鋼筋混凝土可節(jié)約大量鋼材,降低成本。但鋼筋混凝土支承件的變形、侵蝕、導軌與支承件連接剛度不足等問凝土支承件的變形、侵蝕、導軌與支承件連接剛度不足等問題,有待進一步研究解決。題,有待進一步研究解決。七、合理選擇支承件材料和熱處理七、合理選擇支承件材料和熱處理( (四四) )天然花崗巖天然花崗巖 優(yōu)點:
46、優(yōu)點:天然花崗巖性能穩(wěn)定,精度保持性好、抗振性好天然花崗巖性能穩(wěn)定,精度保持性好、抗振性好。阻尼系數比鋼大。阻尼系數比鋼大1515倍,耐磨性比鑄鐵高倍,耐磨性比鑄鐵高5 56 6倍,導熱系數倍,導熱系數和線脹系數小,熱穩(wěn)定性好,抗氧化性強,不導電,抗磁,和線脹系數小,熱穩(wěn)定性好,抗氧化性強,不導電,抗磁,與金屬不粘合,加工方便,通道研磨和拋光容易得到很高的與金屬不粘合,加工方便,通道研磨和拋光容易得到很高的精度和表面粗糙度。精度和表面粗糙度。 缺點:缺點:結晶顆粒粗于鋼鐵的晶粒,抗沖擊性能差,脆性結晶顆粒粗于鋼鐵的晶粒,抗沖擊性能差,脆性大,油和水等液體易滲入晶界中,使表面局部變形脹大,難大,
47、油和水等液體易滲入晶界中,使表面局部變形脹大,難于制作復雜的零件。于制作復雜的零件。 應用:應用:用于三坐標測量機、印制電路板數控鉆床、氣浮用于三坐標測量機、印制電路板數控鉆床、氣浮導軌基座等。導軌基座等。七、合理選擇支承件材料和熱處理七、合理選擇支承件材料和熱處理( (五五) )樹脂混凝土樹脂混凝土是制造機床床身的一種新型材料,在是制造機床床身的一種新型材料,在7070年代出現(xiàn)。與普通混凝年代出現(xiàn)。與普通混凝土不同,它是用樹脂和稀釋劑代替水泥和水,將骨料固結成為土不同,它是用樹脂和稀釋劑代替水泥和水,將骨料固結成為樹脂混凝土,也稱人造花崗巖。樹脂混凝土,也稱人造花崗巖。七、合理選擇支承件材料
48、和熱處理七、合理選擇支承件材料和熱處理優(yōu)點:優(yōu)點:1.1.剛度高;具有良好的阻尼性能,阻尼比為灰鑄鐵的剛度高;具有良好的阻尼性能,阻尼比為灰鑄鐵的8 81010倍倍,抗振性好;,抗振性好;2.2.熱容量大,熱傳導率低,導熱系數只為鑄鐵的熱容量大,熱傳導率低,導熱系數只為鑄鐵的1 125251 14040,熱穩(wěn)定性高,其構件熱變形小;,熱穩(wěn)定性高,其構件熱變形??;3.3.比重為鑄鐵的比重為鑄鐵的1 13 3 ,質量輕;,質量輕;4.4.可獲得良好的幾何形狀精度,表面精糙度也較低;可獲得良好的幾何形狀精度,表面精糙度也較低;5.5.對切削油、潤滑劑、冷卻液有極好的耐腐蝕性;對切削油、潤滑劑、冷卻液
49、有極好的耐腐蝕性;6.6.與金屬粘接力強,可根據不同的結構要求,預埋金屬件,使與金屬粘接力強,可根據不同的結構要求,預埋金屬件,使機械加工量減少,降低成本;澆注時無大氣污染;機械加工量減少,降低成本;澆注時無大氣污染;7.7.生產周期短,工藝流程短;生產周期短,工藝流程短;8.8.澆注出的床身靜剛度比鑄鐵床身提高澆注出的床身靜剛度比鑄鐵床身提高16164040。總之它具有剛度高、抗振性好、耐水、耐化學腐蝕和耐熱特性總之它具有剛度高、抗振性好、耐水、耐化學腐蝕和耐熱特性。缺點:缺點:某些力學性能低,但可以預埋金屬或添加加強纖維。某些力學性能低,但可以預埋金屬或添加加強纖維。應用:應用:對于高速、
50、高效、高精度加工機床具有廣泛的應用前景對于高速、高效、高精度加工機床具有廣泛的應用前景。七、合理選擇支承件材料和熱處理七、合理選擇支承件材料和熱處理樹脂混凝土床身有整體結構形式、分塊結構形式和框架結構形樹脂混凝土床身有整體結構形式、分塊結構形式和框架結構形式,式, (1)(1)整體結構形式整體結構形式 用樹脂混凝土制造出床身的整體結構,如用樹脂混凝土制造出床身的整體結構,如圖圖3-91b3-91b所示。其中導軌部分可以是金屬件,預先加工好。作所示。其中導軌部分可以是金屬件,預先加工好。作為預埋件真接澆鑄在床身上;或采用預留導軌等部件的準確安為預埋件真接澆鑄在床身上;或采用預留導軌等部件的準確安
51、裝面,床身澆鑄好之后,將這些部件粘接在機床床身上,如圖裝面,床身澆鑄好之后,將這些部件粘接在機床床身上,如圖3-923-92所示。這種結構適用于形狀個復雜的中小型機床床身。所示。這種結構適用于形狀個復雜的中小型機床床身。七、合理選擇支承件材料和熱處理七、合理選擇支承件材料和熱處理 (2)(2)分塊結構分塊結構 為簡化澆注模具的結構和實現(xiàn)模塊化,對于為簡化澆注模具的結構和實現(xiàn)模塊化,對于結構較復雜的大型床身構件,把它分成幾個形狀簡單、便于結構較復雜的大型床身構件,把它分成幾個形狀簡單、便于澆注的部件,如圖澆注的部件,如圖3-91c3-91c所示。各部分分別澆注后,再用粘接所示。各部分分別澆注后,
52、再用粘接劑或其它形式聯(lián)接近來。劑或其它形式聯(lián)接近來。 (3)(3)框架結構框架結構 這種結構采用金屬型樹焊接出床身的周邊框這種結構采用金屬型樹焊接出床身的周邊框架,在框架內燒注樹脂混凝土,如圖架,在框架內燒注樹脂混凝土,如圖3-91a3-91a所示:這種結構剛所示:這種結構剛性好,適用于結構較簡單的大中型機床床身。性好,適用于結構較簡單的大中型機床床身。七、合理選擇支承件材料和熱處理七、合理選擇支承件材料和熱處理八、支承件的結構工藝性八、支承件的結構工藝性(一)鑄件結構工藝性(一)鑄件結構工藝性(1 1)鑄件形狀簡單造型和)鑄件形狀簡單造型和拔膜拔膜容易;型芯少且便于支撐,安容易;型芯少且便于
53、支撐,安裝簡單可靠。裝簡單可靠。(2 2)避免產生)避免產生縮孔縮孔、氣孔和裂紋壁厚應盡量均勻。、氣孔和裂紋壁厚應盡量均勻。(3 3)便于清砂)便于清砂 特別是便于清理砂芯。特別是便于清理砂芯。(4 4)大型鑄件要鑄出起吊孔)大型鑄件要鑄出起吊孔(二)機械加工工藝性(二)機械加工工藝性(1 1)較長的支承件(如車床床身)應盡量避免兩端有加工)較長的支承件(如車床床身)應盡量避免兩端有加工面,避免支承件內部深處有加工面以及傾斜的加工面。面,避免支承件內部深處有加工面以及傾斜的加工面。(2 2)盡可能使加工面集中,以減少加工時的翻轉及裝夾次)盡可能使加工面集中,以減少加工時的翻轉及裝夾次數。同一方
54、向的加工平面,應處于一個平面內,以便一次數。同一方向的加工平面,應處于一個平面內,以便一次刨出或銑出。刨出或銑出。(3 3)所有加工面都應有支承面較大的基準,以便加工時進)所有加工面都應有支承面較大的基準,以便加工時進行定位、測量和夾緊。行定位、測量和夾緊。八、支承件的結構工藝性八、支承件的結構工藝性( (一一) )提高支承件的靜剛度和固有頻率提高支承件的靜剛度和固有頻率主要方法:主要方法:根據支承件受力情況合理地選則支承件的材料、根據支承件受力情況合理地選則支承件的材料、截面形狀和尺寸、壁厚,合理地選擇肋板和肋條,以提高結截面形狀和尺寸、壁厚,合理地選擇肋板和肋條,以提高結構整體和局部的彎曲
55、剛度和扭轉剛度,可以用有限正方法進構整體和局部的彎曲剛度和扭轉剛度,可以用有限正方法進行定量分析,以便在較小重量下得到較高的靜剛度和固有頻行定量分析,以便在較小重量下得到較高的靜剛度和固有頻率;率;在剛度不變的前提下,減輕重量可以提高支承件的固有頻率在剛度不變的前提下,減輕重量可以提高支承件的固有頻率,改善支承件間的接觸剛度以及支承件與地基聯(lián)結處的剛度,改善支承件間的接觸剛度以及支承件與地基聯(lián)結處的剛度。 九、提高支承件結構性能的措施九、提高支承件結構性能的措施( (二二) )提高動態(tài)特性提高動態(tài)特性1. 1. 改善阻尼持件改善阻尼持件對于鑄鐵支承件,對于鑄鐵支承件,鑄件內砂芯不清除,或在支承
56、件中填充型砂鑄件內砂芯不清除,或在支承件中填充型砂或混凝土等阻尼材料以起到減振作用。或混凝土等阻尼材料以起到減振作用。對于焊接支承件,對于焊接支承件,除了可以在內腔填充混凝土減振外,還可以除了可以在內腔填充混凝土減振外,還可以充分利用接合面間的摩擦阻尼來減小振動。即兩焊接件之間留充分利用接合面間的摩擦阻尼來減小振動。即兩焊接件之間留有貼合而末焊死的表面,在振動過程中,兩貼合面之間產生的有貼合而末焊死的表面,在振動過程中,兩貼合面之間產生的相對摩擦起阻尼作用,使振動減小。間斷焊縫雖使靜剛度有所相對摩擦起阻尼作用,使振動減小。間斷焊縫雖使靜剛度有所下降,但阻尼比大為增加,使動剛度大幅度增大。下降,
57、但阻尼比大為增加,使動剛度大幅度增大。 九、提高支承件結構性能的措施九、提高支承件結構性能的措施 九、提高支承件結構性能的措施九、提高支承件結構性能的措施在支承件表面采用阻尼涂層,比如在彎曲構件表面噴涂一層在支承件表面采用阻尼涂層,比如在彎曲構件表面噴涂一層具有高內阻尼和較高彈件的粘彈件材料,涂層愈厚阻尼愈大具有高內阻尼和較高彈件的粘彈件材料,涂層愈厚阻尼愈大。常用于鋼板焊制的支承件上。采用阻尼涂層不改變原設計。常用于鋼板焊制的支承件上。采用阻尼涂層不改變原設計的結構和剛度,就能獲得較高的阻尼比。既提高了抗振比,的結構和剛度,就能獲得較高的阻尼比。既提高了抗振比,又提向了對噪聲輻射的吸收能力。
58、又提向了對噪聲輻射的吸收能力。 2 2采用新材料制造支承件采用新材料制造支承件 樹脂混凝土材料問具有剛性高、抗旅性好、熱變形小、樹脂混凝土材料問具有剛性高、抗旅性好、熱變形小、耐化學腐蝕的特點,現(xiàn)在英國、美國、日本、德國、瑞士都耐化學腐蝕的特點,現(xiàn)在英國、美國、日本、德國、瑞士都已在實際中應用,我國也已成功地應用于精密外圓磨床中,已在實際中應用,我國也已成功地應用于精密外圓磨床中,這種材料,可以使動剛度提高幾倍。這種材料,可以使動剛度提高幾倍。 ( (三三) )提高熱穩(wěn)定性提高熱穩(wěn)定性 機床熱變形是影響加工精度的重要因素之一,應設法減少機床熱變形是影響加工精度的重要因素之一,應設法減少熱變形,
59、特別是不均勻的熱變形以降低熱變形對精度的影響。熱變形,特別是不均勻的熱變形以降低熱變形對精度的影響。主要方法有:主要方法有: 1 1控制溫升控制溫升 機床運轉時,各種機械摩擦、電動機、液壓系統(tǒng)都會發(fā)熱機床運轉時,各種機械摩擦、電動機、液壓系統(tǒng)都會發(fā)熱。如果能適當地加大散熱面積。加設散熱片,設置風扇等措施。如果能適當地加大散熱面積。加設散熱片,設置風扇等措施改善散熱條件,迅速將熱量散發(fā)到周圍空氣中,則機床的溫升改善散熱條件,迅速將熱量散發(fā)到周圍空氣中,則機床的溫升不會很高。不會很高。 九、提高支承件結構性能的措施九、提高支承件結構性能的措施 此外,還可以采用分離或隔約熱源方法,把全要熱源此外,還
60、可以采用分離或隔約熱源方法,把全要熱源( (液液壓油箱、變速箱、電動機壓油箱、變速箱、電動機) )移到于機床隔離的地基上;在支承移到于機床隔離的地基上;在支承件中布置隔板引導氣流經過大件內溫度較高的部位,將熱量件中布置隔板引導氣流經過大件內溫度較高的部位,將熱量帶走;在液壓馬達、液壓缸等熱源外面加隔熱罩。以減少熱帶走;在液壓馬達、液壓缸等熱源外面加隔熱罩。以減少熱源熱景的輻射,采用雙層壁結構之間有空氣層,使外壁溫升源熱景的輻射,采用雙層壁結構之間有空氣層,使外壁溫升較小,又能限制內壁的熱脹作用。較小,又能限制內壁的熱脹作用。 2 2采用熱對稱結構采用熱對稱結構 所謂熱對稱結構是指在發(fā)生熱變形時
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