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石材机械支承件的结构设计应注意的几点要求

[ 发布日期:2007-6-4 8:40:22 ] 浏览人数: 3975

  石材http://www.stonebuy.com/机械http://www.stonebuy.com/machine/的支承件有的互相固定连接,有的则在导轨上作相对运动。在切削和磨削时,刀具、磨料与石材http://www.stonebuy.com/之间的相互作用里沿着大部分支承件逐个传递并使之变形,在运转过程中,变动的切削力,往复运动件的惯性,旋转件的不平衡等,使得支承件和整机振动,这将影响加工石材http://www.stonebuy.com/的精度和表面质量,故此,石材http://www.stonebuy.com/机械http://www.stonebuy.com/machine/支承件的设计对整机的性能要求至关重要。

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

一、材料和时效处理

  支承件的材料,主要为铸铁和钢。铸铁支承件,如果导轨和支承件铸为一体,则铸铁的牌号根据导轨的要求选择。如果导轨是镶装上去的, 或者支承件上没有导轨,则一般可用HT150或HT200, 如果支承件由型钢和钢板焊接,则通常用Q235号或Q345号钢等。

  在铸造或焊接中的残余应力,将使支承件产生蠕变。因此必须进行时效处理(Seasoning)。时效处理最好在粗加工后进行。铸铁在450℃以上的内应力的作用下开始变形,超过550℃则硬度将降低。因此热时效处理应在530℃ -550℃的范围内进行, 这就能既消除内应力,又不致于降低硬度。钢质焊接件的时效处理温度较高,约为600℃ -650℃。近来正在研究振动时效, 办法是把零件放在两个弹性支座如(旧轮胎)上,激振器装在零件中部。激振器的激振频率调到等于零件依次弯曲振动的固有频率。于是,激振时零件发生共振,其弯曲应力加上内应力将有一部分超过材料的屈服极限,使材料产生塑料变形而消除内应力。激振器内有一根转轴,上有偏心,由直流电动机带动旋转。调整转速就可改变激振频率,调整偏心量可以改变激振力。这种方法的优点是快速,节能;缺点是要测出其固有频率,如按一次弯曲振动的固有频率激振,则中间部分振幅大,消除内应力效果较好,两端振幅小,效果较差。这种方法目前多在梁类件上试用,如床身,横梁等。

二、壁厚的选择

  支承件的壁厚应根据工艺上的可能选择得薄一些。按照目前的工艺水平,砂模铸造件的壁厚可根据当量尺寸C按照表1选择。表中推荐的是最薄尺寸。凸台、与导轨的连接处等应适当加厚。当量尺寸 式中L,B,H——铸件的长,宽和高,

表1铸铁件的推荐的壁厚

 当量尺寸(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


  中型机械http://www.stonebuy.com/machine/的焊接支承件如用薄壁结构,可用型钢和厚度为3至6mm的钢板焊接而成。靠采用封闭截形,正确地布置隔板、筋等来保证刚度和防止薄壁振动。如用厚壁结构,则可用厚度为10mm的左右的钢板。这时焊接支承件的内部结构与铸铁件差不多。

三、立柱

  立柱是立式的床身。立柱所承受的外载荷有两类:1)主要是弯曲载荷,作用于立柱的对称面, 2)弯曲和扭转载荷,立柱与卧式床身相比,不利之处是只有底部固定,处于悬臂工作状态;有利的一面是通常都能做成封闭截形。

  为了安装机件或清砂,立柱上往往需开窗孔。窗孔对刚度的影响决定于它的大小和位置。影响抗弯刚度最大的,是开在与弯曲平面垂直的壁上的窗孔。因这些壁受压或受拉,开孔后将减少受拉、压的面积。对于抗扭刚度,开在较窄壁上的窗孔,对刚度的影响比开在较宽壁上的为大。故矩形截面的立柱,窗孔尽量不要开在前、后壁上。窗孔的宽度尽量不要超过立柱空腔宽度的70%,高度不超过空腔宽的1~1.2倍。窗孔边缘厚一些(翻边),工作时加盖,并用螺钉上紧,可补偿一部分刚度的损失。

四、横梁

  横梁用于框架式机械http://www.stonebuy.com/machine/。它与立柱接触的长度一般不大,因而可以看作是两点的简支梁,承受着复杂的空间载荷;既有两个方向的弯矩,又有扭矩。

五、滑板和工作台

  滑板常有上、下两组导轨,往往互相垂直。滑板的构造在很大程度上取决于导轨的型式、位置及调整件如镶条、压板的构造。设计滑板时,高(厚)度往往受限制。例如桥式切机的纵向滑板的厚度,就受到中心高和层次的限制。但是,从刚度的观点,又希望滑板要厚一些,这是矛盾的要求。

六、箱体

  箱体的整体刚度是比较高的,故应注意提高箱壁受载处的局部刚度。常用的办法是在开孔处加“脐子”和在轴承孔法兰处加筋,如图8所示。箱盖最好用螺钉紧固, 比之用铰链连接,可提高箱体的刚度。www.stonebuy.com 中国http://www.stonebuy.com石材http://www.stonebuy.com/

七、铸件结构工艺性

  支承件在满足使用要求的前提下,应尽量便于铸造和加工。铸件壁厚,应尽量均匀,以避免因厚薄不均而在厚处产生缩孔,如果壁厚不能相等,如床身壁厚不可能和导轨厚度相同,则应均匀过渡,避免突变,否则突变处易产生裂纹,拐角处应圆滑过渡,避免突拐, 否则浇铸时突拐处因传热较快,首先凝固,其他部分凝固时收缩,易在突拐处产生裂纹。如果某些部位厚度较大,材料较集中(例如导轨处)则应考虑浇铸时有放冷铁的地方。(冷铁放在铸件较厚处附近,浇铸时可吸收一部分热量,使该处和较薄处差不多同时凝固,以避免较厚处出现缩孔。如图9为米字筋,图a在交汇处较厚,易产生缩孔,如改为图b,中间加一个圆窝,交汇处成为环状,厚度与筋差不多,就可避免缩孔。铸件必须便于清砂,特别是便于清理砂芯(如果铸件不保留砂芯),不仅要便于手工清砂,而且还要便于水爆清砂或者机械http://www.stonebuy.com/machine/化清砂。要使风枪能够伸入或者高压水能够冲到每个角落, 为此,清砂口要开得足够大,位置也要合适。铸件表面的加工面要处于一个平面内,可以一次刨出或铣出。

  大型铸件应有起吊孔,以便穿钢丝绳或插钢管,如铸件不能开孔,则应铸出足够大得吊钩或加工螺纹孔以便装吊环螺丝。立柱背面如果是弯的,加工正面导轨时就没有可靠的加工艺基准面。因此,必须铸出“工艺脐子”, 加工时,先把脐子表面铣或刨平,然后以它为基面来加工导轨面,加工完毕,检验合格后将脐割去。

八、支承件的焊接结构

  支承件用钢板和型钢焊接有许多优点1,不需要制造木模和浇铸,生产周期短,又不易出废品。2,减轻重量。钢的弹性模量约铸铁的1.5至2倍, 在形状和轮廓尺寸相同的前提下,如果要求支承件本身的刚度相同,则钢焊接件的壁厚可比铸铁的薄。3,可以采用完全封闭的箱形结构,不象铸件那样要留出砂孔。4,如发现结构有缺陷,如发现刚度不足,焊接件可以补救, 例如可加焊隔板和筋。

  焊接结构的缺点是:1,焊接结构在中、小型机械http://www.stonebuy.com/machine/成批生产时成本比铸铁高,手工劳动多,因此,在这种条件下宜铸造。2,钢的材料内摩擦阻尼约为铸铁的1/3。但是,整机的阻尼,主要是由支承件间的结合面决定的,即振动能量,主要消耗在结合面间的摩擦和粘滞上。这一点,钢焊接结构和铸铁结构并没有多大差别。差别在于支承件本身振动(如床身的弯曲、扭转振动)的阻尼和钢板薄壁振动的阻尼比铸铁低。焊接支承件的导轨,可以用钢的,也可以是用铸铁的。与支承件本体的联接,钢导轨可以焊,也可以用螺钉、销等固定, 铸铁导轨则只能用螺钉、销等固定。

  以上观点是本人实践经验的总结,如有不足之处望同仁给予指点,希望同行石材http://www.stonebuy.com/机械http://www.stonebuy.com/machine/制造商精诚合作、携手共进,充分发挥各自优势,相互交流、共同攻关,为我国的石材http://www.stonebuy.com/加工业的发展壮大和走向世界作出应有的贡献。

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