加强结构刚度 机床设计中如何合理选择刚度结构

编辑:Eight戒      关注:4340      2015-07-08 16:51:20
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  在加工中,机械的状态瞬息万变,很难对于结构的刚度进行精确的计算。所以,设计者只能使用以小见大的方法,通过对部分的构件采用计算的方法计算其精度,推算出机床的床身、工作台、立柱以及箱体等零件的弯曲和变形。因为只是推算,所以其结果与实际情况往往相差很多,只能作为一个参考值进行分析。既然无法得到精确值,那要如何有效的提高结构的刚度呢?

  随着技术的发展,虽然机械结构设计中还是无法对构建进行计算。但是大多数时候,在进行设计的时候,可以对模型、实物进行样机测试,这样做的好处就是,可以分析出合理的结构方案,但是,同时还需要遵守一定的原则。

  机床设计中如何合理选择刚度结构的原则主要由以下几个方面。

  正确选择截面的形状和尺寸

  在弯曲和扭转载荷下,构件的变形大小取决于断面的抗弯和扭转惯性矩,抗弯和扭转惯性矩大的其刚度就高。形状相同的断面,要保持相同的截面积,应该加大截面的轮廓尺寸,减少壁厚,这样抗弯刚度则比方形截面小。如果壁上有开孔,则会降低刚度,所以可以在孔周围加上凸缘,恢复抗弯刚度。

  选择及布置隔板和筋条要合理

  想要提高构件的静、动刚度,还有一个方法就是合理布置支撑件的隔板和筋条。在内部布置有纵、横和对焦筋板,对于静、动刚度试验结果有很大帮助。同时,对于一些薄壁的构件,为了达到减少壁面的翘曲和构件截面的变形,可以设置蜂窝状加强筋,这样做除了可以提高构件刚度外,还可以减小铸造时的收缩力。

  构件的局部刚度的提高

  机床局部刚度最弱的部分是机床的导轨和支撑件的连接部位,连接的方式对于局部刚度的影响很大。如果是导轨的尺寸比较宽,那么,就可以采用双壁连接方式,如果导轨较窄,就应该使用单壁或者加厚的单壁连接,或者增加垂直筋条以提高局部刚度。

  焊接结构构件的选用

  机床采用钢板和型钢焊接而成可以有效的减小质量并提高刚度。钢的弹性模量是铁的两倍,在形状和轮廓尺寸都相同的前提下,要就焊接件与铸件的刚度相同,焊接件的壁厚秩序铸件的一半。除此之外,减少共振也是十分重要的一点,想要达到这个目的,可以从刚度相同减轻质量,或者质量相同提高刚度等方面入手,这两点都可以提高构件的谐振频率。用钢板焊接有可能将构件做成全封闭的箱型结构,有利于提高构件刚度。

  机床的设计要从多方面进行精密的计算,所以对于从业者来说,了解相关的知识,对于工作的有序进行有很大的帮助。对钩网是一个关注加工制造业的网站,会为从业者提供最新、最快、最权威的资讯,同时还提供了机械加工方面的技术支持,让机加工变得简单、容易。