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浅谈数控车削中心的铸造设计方法
时间：2019-7-28
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浅谈数控车削中心的铸造设计方法
数控车削中心床身应用了模块化组合设计，解决了高速、重切削情况下床身容易震动影响加工精度的问题，具有很好的抗弯和抗扭刚度；横截面为三角形的外框具有很好的稳定性和抗弯刚度，三角形截面的抗扭惯性矩大于矩形截面，圆筒作为贯穿筋抗弯惯性矩、抗扭惯性矩大于同面积其他筋板，通过二者相结合得到一种抗弯、抗扭都较大的复合截面；外框和圆筒之间通过沿圆筒长度方向间隔设置的若干横向隔板固定连接能够抵抗机床在受纵向力时产生局部变形。
装置设置圆筒中心轴线穿过外框横截面三角形的重心，使外框受到外力产生扭矩时能够绕圆筒旋转，抵消外框的变形，保持床身整体精度不发生变化。
装置床身下部的投影面积大于并覆盖床身上部主轴的投影面积，一方面考虑工作人员在装卸工件时更加方便，另一方面，作为受力点的机床主轴落在作为支撑面的床身下部之内的情况下，在受外力作用时不会产生倾覆力，整体结构更加稳定。
装置设置横向隔板的间隔距离小于移动鞍座的宽度，优选地设置横向隔板的间隔距离为移动鞍座宽度的三分之二或者二分之一，这样设置可以确保始终有至少一块横向隔板落在移动鞍座底部，给承载切削力的移动鞍座提供支撑力，分解切削力，且横向隔板的筋板结构能使床身外壁的局部载荷传递给其他壁板，使它们均衡的承受载荷，并将外壁的弯曲变形转化为筋板的拉伸和压缩变形，从而大大减少甚至消除了因大件扭转变形产生的机床轮廓畸变。
装置的制造方法中材料耐磨性与消震好，由于铸铁中石墨有利于润滑及贮油，所以耐磨性好；同样，由于石墨的存在，灰口铸铁的消震性优于钢；工艺性能好，由于灰口铸铁含碳量高，接近于共晶成分，故熔点比较低，流动性良好，收缩率小，因此适宜于铸造结构复杂或薄壁铸件；采用木模进行树脂砂造型铸造机床床身铸件的优点是：树脂砂型刚度好，浇注初期砂型强度高，这能够与本方法选材相匹配，有条件利用铸铁凝固过程的石墨化膨胀，有效地消除缩孔和缩松缺陷；利用次焖火消除铸造时产生的内应力，提高了后续粗加工的精度；利用第二次焖火消除粗加工时的切削应力，提高了后续半精加工以及精加工的加工精度。
铸造时床身导轨面必须朝下，可以使在铁水流动过程中产生的热气向床身导轨面相背的方向冒出，从而使床身导轨面不易产生气孔；在铸件较厚的、散热慢的地方设置冷却机构，能够确保铸件各部的冷却速度相同，从而获得强度和结构刚性一致的整体床身；要求铸件出模的温度小于200℃能够确保铸件局部不产生裂纹。