金属切削机床中机架的焊接结构

2014-08-20 15:12 作者:管理员14 来源:未知 浏览: 字号:

摘要:单件小批生产的重型机床、专用机床以及组合机床的床身、立柱等零件,宜用焊接结构。 (1)机床中焊接机架的厚壁及布肋 金属切削机床的机架厚壁主要是根据刚度来确定的.焊接璧厚约为相应铸件厚壁的2/3 - 4/5。具体数值可参照表18.1-38选用。为提高壁板的刚度和

    单件小批生产的重型机床、专用机床以及组合机床的床身、立柱等零件,宜用焊接结构。
    (1)机床中焊接机架的厚壁及布肋
    金属切削机床的机架厚壁主要是根据刚度来确定的.焊接璧厚约为相应铸件厚壁的2/3 - 4/5。具体数值可参照表18.1-38选用。为提高壁板的刚度和固有频率,防止薄板夸曲和颤振,可在璧板上焊一定形状和数量的加强肋,壁板上布肋的常见形式见表18.1-39。大型机床以及承受载荷较大的导轨处的壁板,往往采用双层壁结构提高刚度(见表18.1-40) ,一般选用双层欲结构的壁厚t≥3~6mm.
    (2)焊缝尺寸的确定
    确定焊缝尺寸的方法一般为:①按焊缝的工作应力;②按等强原则;③按刚度条件。由于焊接机床的床身、立往、横梁和箱体等一般按刚度设计,故焊缝尺寸宜采用后一种方法。
      钢板焊接机架壁厚的参考值
      壁板上常见的布肋形式
    按刚度条件选择角焊缝尺寸的经验做法是:根据被焊钢板中较薄的钢板强度的33%, 50%和100%作为焊缝强度来确定焊缝尺寸,其焊角尺寸k为
      焊角尺寸公式
      100%强度的角焊缝(即等强焊缝),王要用于集中载荷作用的部位,如导轨的焊接;50%的角焊缝,在箱体焊接中一般指δ=3/4δ的单面角焊缝(见表18. 1-7) : 33%强度焊缝主要用于不承载焊缝,它可以是单面或双面焊接(见图18.1-8)    表18.1-41列出了按刚度条件设计时的各种厚度钢板的角焊缝尺寸。
      50%强度焊缝
      33%强度焊缝
      角焊缝尺寸的经验估算值
      (3)改善机床结构阻尼比的一般措施
       1)采用吸振接头。由于它们的插头两侧焊缝在冷却收缩时,使未焊透的结合面具有一定的接触压力,结构振动时,未焊进的结合面产生微小的位移,相互肺擦,消耗能是而吸振。
        图18.1-9及图18.1-10是机床焊接结构中广泛应用的减振接头形式。
        未焊透的T形接头
         2)采用断续焊缝加大结构阻尼。它的吸振机理与吸振接头是相同的,因此,断续焊缝也能获得良好的阻尼特性.见表19.1-42o
         3)注人吸振的填充物。如向焊件内部注人膨胀棍凝土等吸振城充物。
         4)机床焊接机架结构设计中注意的问题(见表18. 1-43 )。
          断续角焊缝和连续角焊缝减振能力和刚度比较
           机床焊接机架结构设计中注意的问题
       (4)实例
         例1  T6916型超重型落地镗铣床立柱原为铸件,毛坯重24t,改为焊接立柱后,毛坯重16t,其焊接结构如图18.1-11中所示。其焊接结构主要其有如下特点:
        1)为保证立柱具有较高的抗弯和杭扭的缘合性能,立柱采用封闭的箱形结构。
        2)前墙安装有导轨.直接承受载荷.是主要受力面,故前墙采用刚性好的双层壁板结构,由于其外璧板受载大,所以为40mm。而双壁内紧靠导轨处还设有纵向肋,以进一步提商导轨的支承刚度。
         3)为防止薄壁板引起的局部失稳和颤振,在四壁板内侧焊上波浪形肋,其中,前墙双层壁中间焊有两组波浪形肋,后墙的内侧有3组波浪形肋.左右墙内侧各有两组波浪形肋。
         4)为进一步提高抗扭性能,防止立柱发生断面畸形,沿柱长每隔810mm设横向肋板。
         5)波浪形肋组成了许多U形减振接头。其T形接头均采用断续角焊缝以增加阻尼。从而提高了减振能力。
         6)四个柱角采用厚壁无缝钢管,自然形成圆角,可避免应力集中并加强了立柱的刚性,此外还可使外板链接方便。
          T6916型超重型落地镗铣床立柱焊接结构
            焊接立柱的壁厚及材料见表18.1-44。
            T6916焊接立柱的壁厚及材料
        综上所述,立柱的结构设计中,由于采用了合理选择载面和正确布肋,以及改善结构的阻尼特性等一系列措施,从面保证了在减轻重量的同时,提高了立柱的静刚度和良好的抗振性能。
        为保持尺寸稳定,为消除内应力,焊后应进行热处理。第一次热处理安排在焊接后.第二次热处理安排在粗加工后进行,一、二次热处理规范见图18.1-12,
         例2图18.1-13为加工中心机床水平床身,它由四根长度相等的矩形钢管(1,2,3和4)焊接而成(对照表18.1-37) ,其中左右两根钢管较高,顶部焊有钢制导轨。在钢管的端部,分别用板5, 6封口,构成有较高刚度的焊接机架。
             T6916焊接立柱热处理规范
 

(责任编辑:laugh521521)
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