機械制造裝備設計-第32講ppt課件.ppt

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1、重慶理工林園分校毛國平副教授機械制造裝備設計第三章典型部件設計第三章典型部件設計返回主頁退出上一頁下一頁第二節(jié)支承件設計第三節(jié)導軌設計第四節(jié)機床刀架和自動換刀裝置設計第三章典型部件設計3.2支承件設計一、支承件的功能和應滿足的基本要求二、支承件的結構設計三、支承件的材料上一頁下一頁退出返回主頁四、提高支承件結構性能的措施返回本章第三章典型部件設計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁3.2.1支承件的功能和應滿足的基本要求支承件：機床的基礎構件，包括床身、立柱、橫梁、搖臂、底座、刀架、工作臺、箱體和升降臺等。也稱為“大件”。作用：承載和作為基準。支承其它機床零部件，保持它們的相對位置，承受

2、各種切削力等。第三章典型部件設計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁3.2.1支承件的功能和應滿足的基本要求支承件應滿足的基本要求：（1）應具有足夠的剛度和較高的剛度——質(zhì)量比設計時應力求在滿足剛度的基礎上，減輕機床重量。（2）應具有良好的動態(tài)特性，各階頻率不致引起結構共振支承件的固有頻率不致與激振頻率重合而產(chǎn)生共振；不會發(fā)生薄壁振動而產(chǎn)生噪聲等應具有較大的動剛度（激振力的副值與振副之比）、較大的阻尼，使支承件受到一定副值周期性激振力的作用時，受迫振動的振幅較小。（3）熱穩(wěn)定性好使整機的熱變形較小或熱變形對加工精度、表面質(zhì)量的影響較小。（4）排屑暢通、調(diào)運安全，并具有良好的結構工藝性第三

3、章典型部件設計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁設計步驟1、進行受力和變形分析。2、初步?jīng)Q定其形狀和尺寸。3、進行驗算。4、修改、對比，選擇最佳方案。3.2.2支承件的結構設計第三章典型部件設計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁支承件的靜力分析中、小型機床：載荷以切削力為主。重量（工件、移動部件）忽略不計。如中型車床、銑床、鉆床、加工中心等。精密和高精度機床：載荷以移動件的重力和熱應力為主。切削力較?。ㄒ蛞跃庸橹鳎┖雎圆挥?。如雙柱立式坐標鏜床等。大型機床：載荷必須同時考慮工件重力、切削力和移動件的重力。如重型車床、落地鏜銑床、龍門式機床等。3.2.2支承件的結構設計第三章典型部件設計退出返

4、回本節(jié)返回主頁下一頁3.2.2支承件的結構設計支承件的靜剛度載荷是通過導軌面施加到床身上去的。變形包括床身自身的變形，導軌部分局部的變形，導軌表面的接觸變形。如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，接觸剛度也較高。如自身剛度或局部剛度不足，則在集中載荷作用下，構件變形較大，使接觸壓強分布不均，使接觸變形分布也不均，降低了接觸剛度。支承件的變形自身變形局部變形接觸變形形狀選擇的原則支承件的變形，主要是彎曲和扭轉(zhuǎn)，與截面慣性矩有關，即與截面形狀有關。材料和截面積相同而形狀不同時，截面慣性矩相差很大。提高支承件的剛度，必須選取有利的截面形狀。第三章金屬切削機床設計退

5、出返回本節(jié)返回主頁下一頁3.2.2支承件的結構設計機床的類型、布局和支承件的形狀機床的類型可分為三類：中小型機床、精密和高精密機床、大型和重型機床機床的布局形式直接影響支承件的結構設計。中型臥式車床采用前傾床身、前傾拖板布局形式較多，優(yōu)點是排屑困難，不使切屑堆積在導軌上將熱量傳給床身而產(chǎn)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。數(shù)控機床的總體布局支承件的基本形狀：箱形類、板塊類、梁類第三章典型部件設計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁3.2.2支承件的結構設計支承件的截面形狀和選擇支承件結構的合理設計是應在最小重量條件下，具有最大靜剛度。靜剛度

6、包括彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)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、相等的截面面積，其抗彎和扭轉(zhuǎn)慣性矩也不同。比較后可知：空心截面的剛度都比實心的大。圓（環(huán)）形截面的抗扭剛度比方形好，而抗彎剛度比方形低。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。機床床身截面圖32第三章典型部件設計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁3.2.2支承件的結構設計支承件筋板和筋條的布置筋板是指連接支承件四周外壁的內(nèi)板，它能使支承件外壁的局部載荷傳遞給其他壁板，從而使整個支承件承受載荷，加強支承件的自身和整體剛度。布置方式：水平、垂直、斜向。一般將筋條配置在支承件的某一內(nèi)壁上，主要為了減

7、小局部變形和薄壁振動，用來提高支承件的局部剛度。筋條的布置：縱向、橫向和斜向，常常布置成交叉排列。肋條布置圖35、局部增設肋條圖36有些支承件的內(nèi)部要安裝其它機構，不但不能封閉，即使安裝隔板也會有所妨礙，這時采用加強肋來提高剛度。合理配置加強肋是提高局部剛度的有效方法。加強肋的高度可取為壁厚的4～5倍，厚度與壁厚之比為0．8～1。第三章典型部件設計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁3.2.2支承件的結構設計合理選擇支承件的壁厚焊接支承件一般采用鋼板與型鋼焊接而成。支承件的壁厚應根據(jù)工藝上的可能選擇得