支承件設(shè)計-課件

第三章支承件設(shè)計

1PPT課件第三章支承件設(shè)計1PPT課件第三章支承件設(shè)計

第一節(jié)概述一、支承件的功用二、支承件的基本要求三、支承件的靜力分析2PPT課件第三章支承件設(shè)計第一節(jié)概述2PPT課件第三章支承件設(shè)計

一、支承件的功用什么是支承件？支承件是機床的基本構(gòu)件，主要是指：床身底座、立柱、橫梁、工作臺、箱體、升降臺等大件。3PPT課件第三章支承件設(shè)計一、支承件的功用什么是支承件？3PP第三章支承件設(shè)計

一、支承件的功用支承件的作用？支承件的作用是支承其它零部件，保證它們之間正確的相互位置關(guān)系和相對運動軌跡；機床切削時，支承件承受著一定的重力、切削力、摩擦力、夾緊力等。4PPT課件第三章支承件設(shè)計一、支承件的功用支承件的作用？4PP第三章支承件設(shè)計

一、支承件的功用支承件的連接方式？機床中的支承件有的互相固聯(lián)在一起，有的在導(dǎo)軌上作相對運動；導(dǎo)軌常與支承件做成一體，也有采用裝配、鑲嵌或粘接方法與支承件相聯(lián)接。5PPT課件第三章支承件設(shè)計一、支承件的功用支承件的連接方式？5第三章支承件設(shè)計

一、支承件的功用支承件的地位？ 支承件受力受熱后的變形和振動將直接影響機床的加工精度和表面質(zhì)量。 因此，正確設(shè)計支承件結(jié)構(gòu)、尺寸及布局具有十分重要的意義。6PPT課件第三章支承件設(shè)計一、支承件的功用支承件的地位？6PP第三章支承件設(shè)計

二、支承件的基本要求剛度抗振性熱變形內(nèi)應(yīng)力其它7PPT課件第三章支承件設(shè)計二、支承件的基本要求剛度7PPT課件第三章支承件設(shè)計

二、支承件的基本要求剛度（1）所謂剛度是指支承件在恒定載荷或交變載荷作用下抵 抗變形的能力。（2）前者稱為靜剛度，后者稱為動剛度。（3）一般所說的剛度往往指靜剛度。（4）支承件要有足夠的靜剛度，即在額定載荷作用下，變 形不得超過允許值。

8PPT課件第三章支承件設(shè)計二、支承件的基本要求剛度8PPT課件第三章支承件設(shè)計

二、支承件的基本要求2.抗振性（1）抗振性是指支承件抵抗受迫振動和自激振動的能力。（2）抵抗受迫振動的能力是指受迫振動的振幅不超過許用 值，即要求有足夠的靜剛度。（3）抵抗自激振動的能力是指在給定的切削條件下，能保 證切削的穩(wěn)定性。9PPT課件第三章支承件設(shè)計二、支承件的基本要求2.抗振性9PP第三章支承件設(shè)計

二、支承件的基本要求3.熱變形（1）機床工作時，電動機、傳動系統(tǒng)的機械摩擦及切削過程等都會發(fā)熱，機床周圍環(huán)境溫度的變化也會引起支承件溫度變化，產(chǎn)生熱變形；（2）熱變形會影響機床的工作精度和幾何精度，這一點對精密機床尤為重要。因此應(yīng)對支承件的熱變形及熱應(yīng)力加以控制。

10PPT課件第三章支承件設(shè)計二、支承件的基本要求3.熱變形10P第三章支承件設(shè)計

二、支承件的基本要求4.內(nèi)應(yīng)力（1）支承件在鑄造、焊接及粗加工的過程中，材料內(nèi)部會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致變形。（2）在使用中，由于內(nèi)應(yīng)力的重新分布和逐漸消失會使變形增大，超出許用的誤差范圍。（3）支承件的設(shè)計應(yīng)從結(jié)構(gòu)和材料上保證其內(nèi)應(yīng)力要小，并應(yīng)在焊、鑄等工序后進(jìn)行失效處理。11PPT課件第三章支承件設(shè)計二、支承件的基本要求4.內(nèi)應(yīng)力11P第三章支承件設(shè)計

二、支承件的基本要求5.其它（1）支承件還應(yīng)使排屑通暢，操作方便，調(diào)運安全，加工及裝配工藝性好等。（2）支承件的性能對整臺機床的性能影響很大，其重量約為機床總重的80%以上，所以應(yīng)正確地對支承件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，并對主要支承件進(jìn)行必要的驗證和試驗，使其能夠滿足對它的基本要求，并在此前提下減輕重量，節(jié)省材料。12PPT課件第三章支承件設(shè)計二、支承件的基本要求5.其它12PP第三章支承件設(shè)計

三、支承件的靜力分析

為了保證支承件具有足夠的剛度，必須進(jìn)行受力分析.。 以普通車床為例，分析機床及其主要支承件的受力和變形。13PPT課件第三章支承件設(shè)計三、支承件的靜力分析 為了保證支承件具第三章支承件設(shè)計

三、支承件的靜力分析圖3一1普通車床的受力分析14PPT課件第三章支承件設(shè)計三、支承件的靜力分析圖3一1普通車第三章支承件設(shè)計

三、支承件的靜力分析從上述分析可知：（1）床身變形的主要形式是在垂直面和水平面內(nèi)的彎曲，以及由MnZ和MnY聯(lián)合作用下的扭轉(zhuǎn)；（2）在彎曲變形中，水平面的彎曲對加工精度影響較大，因此設(shè)計床身時要注意加強水平面內(nèi)的彎曲剛度。（3）對于長床身，扭轉(zhuǎn)變形會使刀尖與工件間產(chǎn)生相當(dāng)大的位移，甚至?xí)蔀樽冃蔚闹饕矫?，因此要注意提高扭轉(zhuǎn)剛度。（4）主軸箱和尾架對床身作用有較大的彎矩，因此床身兩端，特別是主軸箱一端，應(yīng)注意提高其剛度。15PPT課件第三章支承件設(shè)計三、支承件的靜力分析從上述分析可知：1第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度（1）支承件的變形一般包括三部分：自身變形、局部變形和接觸變形。（2）對于床身，載荷是通過導(dǎo)軌面施加到床身上的。變形應(yīng)包括床身自身的變形、導(dǎo)軌的局部變形以及導(dǎo)軌表面的接觸變形。（3）局部變形和接觸變形不可忽略，有時甚至占主導(dǎo)地位。16PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計（1第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度1.提高支承件自身剛度（1）定義：支承件抵抗自身變形的能力稱為支承件的自身剛度。（2）影響因素：自身剛度主要決定于支承件的材料、形狀、尺寸和筋板的布置等。提高支承件的自身剛度，應(yīng)注意以下幾方面：17PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計1.第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度1.提高支承件自身剛度正確選擇支承件的截面和尺寸合理布置隔板合理開窗和加蓋18PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計1.第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度1)正確選擇支承件的截面和尺寸支承件所受的載荷，主要有拉壓、彎曲和扭轉(zhuǎn).對于同一材料，截面積相當(dāng)而形狀不同時，截面慣性矩相差很大，合理選擇截面可提高支承件自身剛度。19PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計1)第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度表3—1截面形狀與抗扭慣性矩關(guān)系20PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計表第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度2)合理布置隔板隔板的作用是將作用于支承件的局部載荷傳遞給其它壁板，從而使整個支承件承受載荷，提高支承件的自身剛度。例如中小型臥式車床的床身的幾種橫隔板布置如圖3-2所示。21PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計2)第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度圖3—2中小型車床床身的幾種橫隔板布置22PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計圖3第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度3)合理開窗和加蓋為了安裝機件或清砂，支承件壁上往往需要開窗孔。窗孔對剛度的影響決定于它的大小和位置。23PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計3)第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度圖3一3開孔和加蓋對剛度的影響24PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計圖3第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度2.提高支承件連接剛度和局部剛度 支承件在連接處抵抗變形的能力，稱為支承件的連接剛度。 若支承件以凸緣連接時，連接剛度決定于螺釘剛度、凸緣剛度和接觸剛度，接合面處的表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra=8μm，壓力應(yīng)小于1.5~2MPa。合理布置螺釘位置和選擇合適的螺釘尺寸可提高接觸剛度。25PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計2.第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度圖3一4凸緣連接形式26PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計圖3第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度圖3—5凸緣設(shè)計對剛度的影響27PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計圖3第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度圖3—6床身與導(dǎo)軌的過渡壁和筋28PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計圖3第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度圖3—7加強筋的布置29PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計圖3第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度圖3—10立柱的截面形狀30PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計圖3第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計二、支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.支承件形狀和尺寸的確定確定支承件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，首先要滿足工作性能的要求。由于各類機床的性能、用途、規(guī)格的不同，支承件的形狀和大小也不同。現(xiàn)分述如下：31PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計1.第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計二、支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計

臥式床身臥式床身有3種結(jié)構(gòu)形式：（1）中小型車床床身，是由兩端的床腿支承；（2）大型臥式車床、鏜床、龍門刨床、龍門銑床等的床 身，是直接落地安裝在基礎(chǔ)上；（3）有些仿形和數(shù)控車床，則是采用框架式床身。32PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計臥式第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計二、支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計

臥式床身臥式床身有3種結(jié)構(gòu)形式：（1）中小型車床床身，是由兩端的床腿支承；（2）大型臥式車床、鏜床、龍門刨床、龍門銑床等的床 身，是直接落地安裝在基礎(chǔ)上；（3）有些仿形和數(shù)控車床，則是采用框架式床身?；窘孛嫘螤钜妶D3—8。33PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計臥式第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計二、支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計

圖3—8臥式床身的基本截面形狀34PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計圖3第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計二、支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計

圖3—9過鍍壁35PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計圖3第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計二、支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計

2)立柱立柱可看作立式床身，其截面有圓形、方形和矩形，見圖3—10。

36PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計2)第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計二、支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計

圖3—10立柱的截面形狀37PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計圖3立柱所承受的載荷有2類：一類是承受彎曲載荷，載荷作用于立柱的對稱面，如立式鉆床的立柱；另一類承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷，如鐵床、鏜床的立柱。38PPT課件立柱所承受的載荷有2類：38PPT課件

另一類承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷，如鐵床、鏜床的立柱。39PPT課件另一類承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷，如鐵床、鏜床的立柱第三章支承件設(shè)計

圖3—10立柱的截面形狀立柱的截面形狀主要由剛度決定。40PPT課件第三章支承件設(shè)計圖3—10立柱的截面形狀立柱的截面第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計二、支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計

3)橫梁和底座橫梁用于龍門式框架機床上，作受力分析時，可似看作兩支點的簡支梁。橫梁工作時承受復(fù)雜的空間載荷：（1）橫梁的自重為均布載荷，（2）主軸箱或刀架的自重為集中載荷，（3）切削力為大小、方向可變的外載荷，

橫梁的橫截面一般做成封閉形，見圖3—11。41PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計3)第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計二、支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計

圖3—l1橫梁及底座截而形狀42PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計圖3第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計二、支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計

2．支承件材料的選擇及時效處理支承件的材料，主要為鑄鐵和鋼。若導(dǎo)軌與支承件做成一體時，材料選擇主要根據(jù)導(dǎo)軌要求確定。當(dāng)導(dǎo)軌鑲嵌在支承件上，材料按各自要求選擇。

43PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計2．1)鑄鐵優(yōu)點：鑄鐵鑄造性能較好，容易獲得復(fù)雜結(jié)構(gòu)的支承件，鑄鐵的內(nèi)摩擦力大，阻尼系數(shù)大，振動的衰減性能好，成本低。缺點：鑄件的周期較長，需做木型模，有時易產(chǎn)生縮孔、氣飽等缺陷。

44PPT課件1)鑄鐵44PPT課件2)鋼鋼材的強度比鑄鐵高，彈性模量約為鑄鐵的1.5~2倍。支承件若用鋼材焊接而成，質(zhì)量可減輕20%~50%，且可使固有頻率提高。

45PPT課件2)鋼45PPT課件3)時效處理時效處理方法有3種：即自然時效、人工時效和振動時效。46PPT課件3)時效處理46PPT課件（1）自然時效是將鑄鐵毛坯或粗加工后的半成品在露天存放3個月到幾年，逐漸消除其內(nèi)應(yīng)力，使內(nèi)部材料性能逐漸趨于穩(wěn)定，然后進(jìn)行加工。（2）人工時效，是將工件放在200oC以下的退火爐中，以不超過80oC/h的速度加溫到500oC~550oC，,經(jīng)6~8h保溫，使內(nèi)應(yīng)力消除，然后以不超過40oC/h的速度緩慢地冷卻，以免產(chǎn)生新的內(nèi)應(yīng)力，冷卻到400oC以下方可從爐中取出。（3）振動時效，它是將零件放在2個彈性支座上，激振器裝在零件的中部。將激振器的激振頻率調(diào)到等于零件一次彎曲振動的固有頻率，使零件發(fā)生共振，其彎曲應(yīng)力加上內(nèi)應(yīng)力將有一部分超過材料的屈服極限，使材料產(chǎn)生塑性變形而消除內(nèi)應(yīng)力。目前多用在梁類零件，如床身、橫梁等（效果不如前兩種）。47PPT課件（1）自然時效是將鑄鐵毛坯或粗加工后的半成品在露天存放3個月第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計三、支承件結(jié)構(gòu)工藝性

在設(shè)計支承件時，要注意結(jié)構(gòu)的工藝性。所謂結(jié)構(gòu)工藝性是指支承件的構(gòu)造在滿足工作性能的同時，在工藝上要便于鑄造、焊接和機械加工。

鑄造工藝中提到的多種要求：如鑄件形狀簡單，拔模容易，壁厚要均勻，拐角處要采取圓滑過渡，要有足夠大的清砂口，加工平面應(yīng)盡可能在一個平面內(nèi)以便于加工等，這些都應(yīng)設(shè)法滿足。對于焊接件，在能充分發(fā)揮壁和筋板的承載及抵抗變形的作用下，應(yīng)使所需的焊接和鉗工的工時盡量少、焊接時要盡量設(shè)法減少焊接變形，盡可能使操縱者使用平焊或角焊，而不使用仰焊。48PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計第三章支承件設(shè)計

49PPT課件第三章支承件設(shè)計1PPT課件第三章支承件設(shè)計

第一節(jié)概述一、支承件的功用二、支承件的基本要求三、支承件的靜力分析50PPT課件第三章支承件設(shè)計第一節(jié)概述2PPT課件第三章支承件設(shè)計

一、支承件的功用什么是支承件？支承件是機床的基本構(gòu)件，主要是指：床身底座、立柱、橫梁、工作臺、箱體、升降臺等大件。51PPT課件第三章支承件設(shè)計一、支承件的功用什么是支承件？3PP第三章支承件設(shè)計

一、支承件的功用支承件的作用？支承件的作用是支承其它零部件，保證它們之間正確的相互位置關(guān)系和相對運動軌跡；機床切削時，支承件承受著一定的重力、切削力、摩擦力、夾緊力等。52PPT課件第三章支承件設(shè)計一、支承件的功用支承件的作用？4PP第三章支承件設(shè)計

一、支承件的功用支承件的連接方式？機床中的支承件有的互相固聯(lián)在一起，有的在導(dǎo)軌上作相對運動；導(dǎo)軌常與支承件做成一體，也有采用裝配、鑲嵌或粘接方法與支承件相聯(lián)接。53PPT課件第三章支承件設(shè)計一、支承件的功用支承件的連接方式？5第三章支承件設(shè)計

一、支承件的功用支承件的地位？ 支承件受力受熱后的變形和振動將直接影響機床的加工精度和表面質(zhì)量。 因此，正確設(shè)計支承件結(jié)構(gòu)、尺寸及布局具有十分重要的意義。54PPT課件第三章支承件設(shè)計一、支承件的功用支承件的地位？6PP第三章支承件設(shè)計

二、支承件的基本要求剛度抗振性熱變形內(nèi)應(yīng)力其它55PPT課件第三章支承件設(shè)計二、支承件的基本要求剛度7PPT課件第三章支承件設(shè)計

二、支承件的基本要求剛度（1）所謂剛度是指支承件在恒定載荷或交變載荷作用下抵 抗變形的能力。（2）前者稱為靜剛度，后者稱為動剛度。（3）一般所說的剛度往往指靜剛度。（4）支承件要有足夠的靜剛度，即在額定載荷作用下，變 形不得超過允許值。

56PPT課件第三章支承件設(shè)計二、支承件的基本要求剛度8PPT課件第三章支承件設(shè)計

二、支承件的基本要求2.抗振性（1）抗振性是指支承件抵抗受迫振動和自激振動的能力。（2）抵抗受迫振動的能力是指受迫振動的振幅不超過許用 值，即要求有足夠的靜剛度。（3）抵抗自激振動的能力是指在給定的切削條件下，能保 證切削的穩(wěn)定性。57PPT課件第三章支承件設(shè)計二、支承件的基本要求2.抗振性9PP第三章支承件設(shè)計

二、支承件的基本要求3.熱變形（1）機床工作時，電動機、傳動系統(tǒng)的機械摩擦及切削過程等都會發(fā)熱，機床周圍環(huán)境溫度的變化也會引起支承件溫度變化，產(chǎn)生熱變形；（2）熱變形會影響機床的工作精度和幾何精度，這一點對精密機床尤為重要。因此應(yīng)對支承件的熱變形及熱應(yīng)力加以控制。

58PPT課件第三章支承件設(shè)計二、支承件的基本要求3.熱變形10P第三章支承件設(shè)計

二、支承件的基本要求4.內(nèi)應(yīng)力（1）支承件在鑄造、焊接及粗加工的過程中，材料內(nèi)部會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致變形。（2）在使用中，由于內(nèi)應(yīng)力的重新分布和逐漸消失會使變形增大，超出許用的誤差范圍。（3）支承件的設(shè)計應(yīng)從結(jié)構(gòu)和材料上保證其內(nèi)應(yīng)力要小，并應(yīng)在焊、鑄等工序后進(jìn)行失效處理。59PPT課件第三章支承件設(shè)計二、支承件的基本要求4.內(nèi)應(yīng)力11P第三章支承件設(shè)計

二、支承件的基本要求5.其它（1）支承件還應(yīng)使排屑通暢，操作方便，調(diào)運安全，加工及裝配工藝性好等。（2）支承件的性能對整臺機床的性能影響很大，其重量約為機床總重的80%以上，所以應(yīng)正確地對支承件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，并對主要支承件進(jìn)行必要的驗證和試驗，使其能夠滿足對它的基本要求，并在此前提下減輕重量，節(jié)省材料。60PPT課件第三章支承件設(shè)計二、支承件的基本要求5.其它12PP第三章支承件設(shè)計

三、支承件的靜力分析

為了保證支承件具有足夠的剛度，必須進(jìn)行受力分析.。 以普通車床為例，分析機床及其主要支承件的受力和變形。61PPT課件第三章支承件設(shè)計三、支承件的靜力分析 為了保證支承件具第三章支承件設(shè)計

三、支承件的靜力分析圖3一1普通車床的受力分析62PPT課件第三章支承件設(shè)計三、支承件的靜力分析圖3一1普通車第三章支承件設(shè)計

三、支承件的靜力分析從上述分析可知：（1）床身變形的主要形式是在垂直面和水平面內(nèi)的彎曲，以及由MnZ和MnY聯(lián)合作用下的扭轉(zhuǎn)；（2）在彎曲變形中，水平面的彎曲對加工精度影響較大，因此設(shè)計床身時要注意加強水平面內(nèi)的彎曲剛度。（3）對于長床身，扭轉(zhuǎn)變形會使刀尖與工件間產(chǎn)生相當(dāng)大的位移，甚至?xí)蔀樽冃蔚闹饕矫?，因此要注意提高扭轉(zhuǎn)剛度。（4）主軸箱和尾架對床身作用有較大的彎矩，因此床身兩端，特別是主軸箱一端，應(yīng)注意提高其剛度。63PPT課件第三章支承件設(shè)計三、支承件的靜力分析從上述分析可知：1第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度（1）支承件的變形一般包括三部分：自身變形、局部變形和接觸變形。（2）對于床身，載荷是通過導(dǎo)軌面施加到床身上的。變形應(yīng)包括床身自身的變形、導(dǎo)軌的局部變形以及導(dǎo)軌表面的接觸變形。（3）局部變形和接觸變形不可忽略，有時甚至占主導(dǎo)地位。64PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計（1第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度1.提高支承件自身剛度（1）定義：支承件抵抗自身變形的能力稱為支承件的自身剛度。（2）影響因素：自身剛度主要決定于支承件的材料、形狀、尺寸和筋板的布置等。提高支承件的自身剛度，應(yīng)注意以下幾方面：65PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計1.第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度1.提高支承件自身剛度正確選擇支承件的截面和尺寸合理布置隔板合理開窗和加蓋66PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計1.第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度1)正確選擇支承件的截面和尺寸支承件所受的載荷，主要有拉壓、彎曲和扭轉(zhuǎn).對于同一材料，截面積相當(dāng)而形狀不同時，截面慣性矩相差很大，合理選擇截面可提高支承件自身剛度。67PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計1)第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度表3—1截面形狀與抗扭慣性矩關(guān)系68PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計表第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度2)合理布置隔板隔板的作用是將作用于支承件的局部載荷傳遞給其它壁板，從而使整個支承件承受載荷，提高支承件的自身剛度。例如中小型臥式車床的床身的幾種橫隔板布置如圖3-2所示。69PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計2)第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度圖3—2中小型車床床身的幾種橫隔板布置70PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計圖3第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度3)合理開窗和加蓋為了安裝機件或清砂，支承件壁上往往需要開窗孔。窗孔對剛度的影響決定于它的大小和位置。71PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計3)第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度圖3一3開孔和加蓋對剛度的影響72PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計圖3第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度2.提高支承件連接剛度和局部剛度 支承件在連接處抵抗變形的能力，稱為支承件的連接剛度。 若支承件以凸緣連接時，連接剛度決定于螺釘剛度、凸緣剛度和接觸剛度，接合面處的表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra=8μm，壓力應(yīng)小于1.5~2MPa。合理布置螺釘位置和選擇合適的螺釘尺寸可提高接觸剛度。73PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計2.第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度圖3一4凸緣連接形式74PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計圖3第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度圖3—5凸緣設(shè)計對剛度的影響75PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計圖3第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度圖3—6床身與導(dǎo)軌的過渡壁和筋76PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計圖3第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度圖3—7加強筋的布置77PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計圖3第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計一、支承件的靜剛度圖3—10立柱的截面形狀78PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計圖3第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計二、支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.支承件形狀和尺寸的確定確定支承件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，首先要滿足工作性能的要求。由于各類機床的性能、用途、規(guī)格的不同，支承件的形狀和大小也不同?，F(xiàn)分述如下：79PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計1.第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計二、支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計

臥式床身臥式床身有3種結(jié)構(gòu)形式：（1）中小型車床床身，是由兩端的床腿支承；（2）大型臥式車床、鏜床、龍門刨床、龍門銑床等的床 身，是直接落地安裝在基礎(chǔ)上；（3）有些仿形和數(shù)控車床，則是采用框架式床身。80PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計臥式第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計二、支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計

臥式床身臥式床身有3種結(jié)構(gòu)形式：（1）中小型車床床身，是由兩端的床腿支承；（2）大型臥式車床、鏜床、龍門刨床、龍門銑床等的床 身，是直接落地安裝在基礎(chǔ)上；（3）有些仿形和數(shù)控車床，則是采用框架式床身。基本截面形狀見圖3—8。81PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計臥式第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計二、支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計

圖3—8臥式床身的基本截面形狀82PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計圖3第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計二、支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計

圖3—9過鍍壁83PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計圖3第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計二、支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計

2)立柱立柱可看作立式床身，其截面有圓形、方形和矩形，見圖3—10。

84PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計2)第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計二、支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計

圖3—10立柱的截面形狀85PPT課件第三章支承件設(shè)計第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計圖3立柱所承受的載荷有2類：一類是承受彎曲載荷，載荷作用于立柱的對稱面，如立式鉆床的立柱；另一類承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷，如鐵床、鏜床的立柱。86PPT課件立柱所承受的載荷有2類：38PPT課件

另一類承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷，如鐵床、鏜床的立柱。87PPT課件另一類承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷，如鐵床、鏜床的立柱第三章支承件設(shè)計

圖3—10立柱的截面形狀立柱的截面形狀主要由剛度決定。88PPT課件第三章支承件設(shè)計圖3—10立柱的截面形狀立柱的截面第三章支承件設(shè)計

第二節(jié)支承件的靜剛度與結(jié)構(gòu)設(shè)計二、支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計

3)橫梁和底座橫梁用于龍門式框架機床上，作受力分析時，可似看作兩支點的簡支梁。橫梁工作時承受復(fù)雜的空間載荷：（1）橫梁的自重為均布載荷，（2）主軸箱或刀架的自重為集中載荷，（3）切削力為大小、方向可變的外載荷，