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石材機械支承件的結構設計應注意的幾點要求

[ 發布日期:2007/6/4 8:40:22 ] 瀏覽人數: 6263

  石材http://www.stonebuy.com/機械http://www.stonebuy.com/machine/的支承件有的互相固定連接,有的則在導軌上作相對運動。在切削和磨削時,刀具、磨料與石材http://www.stonebuy.com/之間的相互作用里沿著大部分支承件逐個傳遞并使之變形,在運轉過程中,變動的切削力,往復運動件的慣性,旋轉件的不平衡等,使得支承件和整機振動,這將影響加工石材http://www.stonebuy.com/的精度和表面質量,故此,石材http://www.stonebuy.com/機械http://www.stonebuy.com/machine/支承件的設計對整機的性能要求至關重要。

  首先,對石材http://www.stonebuy.com/機械http://www.stonebuy.com/machine/支承件的基本要求是:

一、材料和時效處理

  支承件的材料,主要為鑄鐵和鋼。鑄鐵支承件,如果導軌和支承件鑄為一體,則鑄鐵的牌號根據導軌的要求選擇。如果導軌是鑲裝上去的, 或者支承件上沒有導軌,則一般可用HT150或HT200, 如果支承件由型鋼和鋼板焊接,則通常用Q235號或Q345號鋼等。

  在鑄造或焊接中的殘余應力,將使支承件產生蠕變。因此必須進行時效處理(Seasoning)。時效處理最好在粗加工后進行。鑄鐵在450℃以上的內應力的作用下開始變形,超過550℃則硬度將降低。因此熱時效處理應在530℃ -550℃的范圍內進行, 這就能既消除內應力,又不致于降低硬度。鋼質焊接件的時效處理溫度較高,約為600℃ -650℃。近來正在研究振動時效, 辦法是把零件放在兩個彈性支座如(舊輪胎)上,激振器裝在零件中部。激振器的激振頻率調到等于零件依次彎曲振動的固有頻率。于是,激振時零件發生共振,其彎曲應力加上內應力將有一部分超過材料的屈服極限,使材料產生塑料變形而消除內應力。激振器內有一根轉軸,上有偏心,由直流電動機帶動旋轉。調整轉速就可改變激振頻率,調整偏心量可以改變激振力。這種方法的優點是快速,節能;缺點是要測出其固有頻率,如按一次彎曲振動的固有頻率激振,則中間部分振幅大,消除內應力效果較好,兩端振幅小,效果較差。這種方法目前多在梁類件上試用,如床身,橫梁等。

二、壁厚的選擇

  支承件的壁厚應根據工藝上的可能選擇得薄一些。按照目前的工藝水平,砂模鑄造件的壁厚可根據當量尺寸C按照表1選擇。表中推薦的是最薄尺寸。凸臺、與導軌的連接處等應適當加厚。當量尺寸 式中L,B,H——鑄件的長,寬和高,

表1鑄鐵件的推薦的壁厚

 當量尺寸(m)  0.75  1.0  1.5  1.8  2.0  2.5  3.0  3.5  4.5
 壁厚(mm)  8  10  12  14  16  18  20  22  25


  中型機械http://www.stonebuy.com/machine/的焊接支承件如用薄壁結構,可用型鋼和厚度為3至6mm的鋼板焊接而成。靠采用封閉截形,正確地布置隔板、筋等來保證剛度和防止薄壁振動。如用厚壁結構,則可用厚度為10mm的左右的鋼板。這時焊接支承件的內部結構與鑄鐵件差不多。

三、立柱

  立柱是立式的床身。立柱所承受的外載荷有兩類:1)主要是彎曲載荷,作用于立柱的對稱面, 2)彎曲和扭轉載荷,立柱與臥式床身相比,不利之處是只有底部固定,處于懸臂工作狀態;有利的一面是通常都能做成封閉截形。

  為了安裝機件或清砂,立柱上往往需開窗孔。窗孔對剛度的影響決定于它的大小和位置。影響抗彎剛度最大的,是開在與彎曲平面垂直的壁上的窗孔。因這些壁受壓或受拉,開孔后將減少受拉、壓的面積。對于抗扭剛度,開在較窄壁上的窗孔,對剛度的影響比開在較寬壁上的為大。故矩形截面的立柱,窗孔盡量不要開在前、后壁上。窗孔的寬度盡量不要超過立柱空腔寬度的70%,高度不超過空腔寬的1~1.2倍。窗孔邊緣厚一些(翻邊),工作時加蓋,并用螺釘上緊,可補償一部分剛度的損失。

四、橫梁

  橫梁用于框架式機械http://www.stonebuy.com/machine/。它與立柱接觸的長度一般不大,因而可以看作是兩點的簡支梁,承受著復雜的空間載荷;既有兩個方向的彎矩,又有扭矩。

五、滑板和工作臺

  滑板常有上、下兩組導軌,往往互相垂直。滑板的構造在很大程度上取決于導軌的型式、位置及調整件如鑲條、壓板的構造。設計滑板時,高(厚)度往往受限制。例如橋式切機的縱向滑板的厚度,就受到中心高和層次的限制。但是,從剛度的觀點,又希望滑板要厚一些,這是矛盾的要求。

六、箱體

  箱體的整體剛度是比較高的,故應注意提高箱壁受載處的局部剛度。常用的辦法是在開孔處加“臍子”和在軸承孔法蘭處加筋,如圖8所示。箱蓋最好用螺釘緊固, 比之用鉸鏈連接,可提高箱體的剛度。www.stonebuy.com 中國http://www.stonebuy.com石材http://www.stonebuy.com/

七、鑄件結構工藝性

  支承件在滿足使用要求的前提下,應盡量便于鑄造和加工。鑄件壁厚,應盡量均勻,以避免因厚薄不均而在厚處產生縮孔,如果壁厚不能相等,如床身壁厚不可能和導軌厚度相同,則應均勻過渡,避免突變,否則突變處易產生裂紋,拐角處應圓滑過渡,避免突拐, 否則澆鑄時突拐處因傳熱較快,首先凝固,其他部分凝固時收縮,易在突拐處產生裂紋。如果某些部位厚度較大,材料較集中(例如導軌處)則應考慮澆鑄時有放冷鐵的地方。(冷鐵放在鑄件較厚處附近,澆鑄時可吸收一部分熱量,使該處和較薄處差不多同時凝固,以避免較厚處出現縮孔。如圖9為米字筋,圖a在交匯處較厚,易產生縮孔,如改為圖b,中間加一個圓窩,交匯處成為環狀,厚度與筋差不多,就可避免縮孔。鑄件必須便于清砂,特別是便于清理砂芯(如果鑄件不保留砂芯),不僅要便于手工清砂,而且還要便于水爆清砂或者機械http://www.stonebuy.com/machine/化清砂。要使風槍能夠伸入或者高壓水能夠沖到每個角落, 為此,清砂口要開得足夠大,位置也要合適。鑄件表面的加工面要處于一個平面內,可以一次刨出或銑出。

  大型鑄件應有起吊孔,以便穿鋼絲繩或插鋼管,如鑄件不能開孔,則應鑄出足夠大得吊鉤或加工螺紋孔以便裝吊環螺絲。立柱背面如果是彎的,加工正面導軌時就沒有可靠的加工藝基準面。因此,必須鑄出“工藝臍子”, 加工時,先把臍子表面銑或刨平,然后以它為基面來加工導軌面,加工完畢,檢驗合格后將臍割去。

八、支承件的焊接結構

  支承件用鋼板和型鋼焊接有許多優點1,不需要制造木模和澆鑄,生產周期短,又不易出廢品。2,減輕重量。鋼的彈性模量約鑄鐵的1.5至2倍, 在形狀和輪廓尺寸相同的前提下,如果要求支承件本身的剛度相同,則鋼焊接件的壁厚可比鑄鐵的薄。3,可以采用完全封閉的箱形結構,不象鑄件那樣要留出砂孔。4,如發現結構有缺陷,如發現剛度不足,焊接件可以補救, 例如可加焊隔板和筋。

  焊接結構的缺點是:1,焊接結構在中、小型機械http://www.stonebuy.com/machine/成批生產時成本比鑄鐵高,手工勞動多,因此,在這種條件下宜鑄造。2,鋼的材料內摩擦阻尼約為鑄鐵的1/3。但是,整機的阻尼,主要是由支承件間的結合面決定的,即振動能量,主要消耗在結合面間的摩擦和粘滯上。這一點,鋼焊接結構和鑄鐵結構并沒有多大差別。差別在于支承件本身振動(如床身的彎曲、扭轉振動)的阻尼和鋼板薄壁振動的阻尼比鑄鐵低。焊接支承件的導軌,可以用鋼的,也可以是用鑄鐵的。與支承件本體的聯接,鋼導軌可以焊,也可以用螺釘、銷等固定, 鑄鐵導軌則只能用螺釘、銷等固定。

  以上觀點是本人實踐經驗的總結,如有不足之處望同仁給予指點,希望同行石材http://www.stonebuy.com/機械http://www.stonebuy.com/machine/制造商精誠合作、攜手共進,充分發揮各自優勢,相互交流、共同攻關,為我國的石材http://www.stonebuy.com/加工業的發展壯大和走向世界作出應有的貢獻。

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