簡述數控車床采用鋼板焊接床身的原因。
采用鋼板焊接床身結構可采用最有利于提高剛度的筋板布置形式,能充分發揮壁板和筋板的承裁及抵抗變形的作用; 焊接結構還無需鑄造結構所需的出砂口,有可能將基礎件做成完全封閉的箱形結構;鋼板的彈性模量E比鑄鐵的彈性模量E大幾乎相差一倍。因此,在結構相同時,E值大的材料剛度則高。
合理選擇數控機床鋼度構件的結構形式
由于數控機床加工狀況的瞬時多變情況復雜,一般很難對結構剛度進行的理論核算。設計者只能對部分構件(如軸、絲杠等)用核算方法核算其剛度,而對床身、立柱、工作臺和箱體等零件的曲折和改變變形,接合面的觸摸變形等,只能將其簡化后進行近似核算,其核算結果往往與實際相差很大,故只能作為定性剖析的參閱。近年來,雖然在機床結構設計中選用有限元法進行剖析核算,可是一般來講,在設計時仍需要對模型、實物或相似的樣機進行實驗、剖析和比照以確認合理的結構方案,盡管如此,遵循下列原則和辦法,仍可以合理地進步機床的結構剛度。
(1)正確挑選截面的形狀和尺度
構件在接受曲折和改變載荷后,其變形大小取決于斷面的抗彎和改變慣性矩,抗彎和改變慣性矩大的其剛度就高。形狀相同的斷面,當堅持相同的截面積時,應減小壁厚、加大截面的輪廓尺度,圓形截面的抗扭剛度比方形截面的大,抗彎剛度則比方形截面的小;封閉式截面的剛度比不封閉式截面的剛度大很多;壁上開孔將使剛度下降,在孔周加上凸緣可使抗彎剛度得到恢復。
(2)合理挑選及安置隔板和筋條
合理安置支承件的隔板和筋條,可進步構件的靜、動剛度。幾種立柱的結構,在內部安置有縱、橫和對角筋板,對它們進行靜、動剛度實驗的結果。對一些薄壁構件,為減小壁面的翹曲和構件截面的畸變,其間以蜂窩狀加強筋較好。它除了能進步構件剛度外,還能減小鑄造時的收縮應力。
(3)進步構件的部分剛度
數控機床的導軌和支承件的聯接部件,往往是部分剛度最弱的部分,可是聯接方法對部分剛度的影響很大。給出了導軌和床身聯接的幾種方式,假如導軌的尺度較寬時,使用雙壁聯接型式,導軌較窄時,可用單壁或加厚的單壁聯接,或許在單壁上增加垂直筋條以進步部分剛度。
(4)選用焊接結構的構件
數控機床的床身、立柱等支承件,選用鋼板和型鋼焊接而成,具有減小質量進步剛度的顯著長處。鋼的彈性模量約為鑄鐵的兩倍,在形狀和輪廓尺度相同的前提下,如要求焊接件與鑄件的剛度相同,則焊接件的壁厚只需鑄件的一半;假如要求部分剛度相同,則因部分剛度與壁厚的三次方成正比,所以焊接件的壁厚只需鑄件壁厚的80%左右。此外,無論是剛度相同以減輕質量,或許質量相同以進步剛度,都可以進步構件的諧振頻率,使共振不易發作。用鋼板焊接有可能將構件做成全封閉的箱形結構,從而有利于進步構件的剛度。