精密机械机架设计及典型结构.ppt

《精密机械机架设计及典型结构.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、1.直线导轨的分类及应用●滑动●滚动●静压（气、液）●力封式（开式）●自封式（闭式）2.滑动直线导轨设计的主要内容●六项基本要求及评价参数●结构设计：导轨截面、导轨组合●承导件、运动件材料及工艺上次课程主要内容23/015.滚动导轨设计（1）滚动导轨的特点在导轨之间放置滚珠、滚柱等滚动体，使导轨运动转变为滚动摩擦。23/02滚珠类滚柱类圆柱滚子导轨滚珠直线导轨物场分析原理：增加或改变中介（场），因此获得设备新功能或性能提升。增加场：滚动体、高压液、高压气滚动导轨优点：●摩擦系数小，动与静摩擦系数接近；●运动灵

2、敏轻便，移动、定位精度高；●低速、重载时不易出现“爬行”现象；●钢制淬硬导轨耐磨性好，精度保持性好；●对温度变化的敏感性较低；●高速运动时无动压效应;●润滑简单，维修方便。23/03滚动导轨缺点：●点接触或线接触，抗振差，接触应力大；●导轨表面硬度、精度、滚动体精度要求高●结构复杂，制造困难，成本较高●对脏物敏感，必须有良好的防护装置23/04钢导轨表面点蚀与条状磨损（2）滚动导轨的结构形式1）滚珠导轨滚动体为球状，导向面常设计为夹角90度的V形槽，力封式结构。结构相对紧凑，制造容易，成本较低。由于导轨面和滚

3、珠接触面积小，故运动轻便灵活，但刚度低，承载能力差；经常工作部分容易压出沟槽。滚珠导轨用于载荷不大，重心在两条导轨之间，行程较小，灵敏度要求较高的场合。23/052）滚柱导轨滚柱导轨中的滚柱与导轨面是线接触，因此它的承载能力和刚度都比滚珠导轨大，耐磨性较好，但灵活性相对稍差。关键问题：滚柱对导轨平行度(扭曲)要求高当滚柱轴线与导轨面存在微量不平行，即能引起滚柱偏移和侧滑。后果：导轨阻力增加、磨损加快、精度降低措施：滚柱中段直径比两端大0.02mm左右，形成腰鼓形有利于改善扭曲度。23/06（3）滚动体直线导轨

4、材料及工艺1）导轨材料及工艺工具钢：淬硬钢、GCr15等主要工艺措施：●消除内应力●表面硬化处理●表面及安装面精磨2）滚动体材料及工艺过共析珠光体类钢，如GCr6、GCr9、GCrl5、GCrl5SiMn等主要工艺措施：较长时间髙温扩散退火，消除或降低碳化物液析级别。坯料→粗磨→清理→精磨→抛光23/07§6.3机座与机架设计及典型结构1.机座与机架的作用及特点（1）机座与机架的作用支承设备整体的基础部件，也是设备中各个部件、总成的安装基础。●承受设备自重和各类工作荷载●为运动部件提供导向、基准●保证各部件之

5、间的相对位置●吸收或减轻设备运行中的振动、冲击23/08机座与机架结构、工艺差异：基座：用于重型、高精密、承受大荷载或冲击荷载等设备，具有承载、运动导向等综合功能。采取整体成形工艺或部分成形组装固化工艺，常用铸铁、铸钢制作。机架：用于轻型、小荷载设备，主要用作部件定位、支承；多用各类型材制作，如槽钢、角铁、铝合金型材等；采用焊、铆、螺栓等连接方式。23/09（2）基座与支承件的特点①尺寸较大②结构相对复杂③整体或分离制造制药机械包装机械型材大型机床基座铸铝机座卧式车床机架类机座类23/10（3）机座（机架）设

6、计基本要求①精度要求保证关键表面的尺寸、形状、位置精度；以及对有相对运动的表面有较高的表面质量要求。例如：机座上的导轨、重要部件安装面等②刚度要求设备在额定荷载内运行时，保证系统变形量在允许范围内。(精密机械设计的首选依据)刚度重要评价指标：动刚度K—静刚度；ζ—阻尼比；δ—阻尼系数；ω0——固有频率23/11③抗振性要求承受受迫振动的能力。设备内部和外界都存在不同强度的振源，将引发整体或局部摆动、弯曲、扭转等形式的振动。措施：高静刚度、高阻尼、减重量、隔振措施④其他要求●抵抗热变形：热变形、相对热变形●结构

7、稳定性：构件内应力●工艺性：便于制造、维护、储运等●经济性：性能价格比23/122.机座、机架典型结构（1）箱梁板类机座23/13（2）立柱类支承构件为保证立柱刚性和稳定性，多用整体铸造(铸铁或铸钢)。钢板分体焊接存在较大的内应力，通常不用于机床机座。23/14（3）组装机座由于设备承载的复杂性，机座构造一般由若干承载构件组成，组装后固化成一体。龙门刨机座落地数控车床机座立车机座23/15机座构造相关结论：①相同横截面积，采用空心截面的构件惯性矩大。可适当加大横截面轮廓尺寸，减小构件壁厚，获得大刚度、小质量构

8、件。②圆形空心截面能提高抗弯和抗扭刚度；③横截面为不封闭形式时，构件抗扭刚度极差。在机座设计，不论梁或柱、整体或组装，构件皆应采用空心截面；横截面以圆形、矩形等封闭对称形式最佳。23/16（4）机架构造及工艺设备重量轻、整体尺寸小、工作荷载轻时，机座可制成机架形式。由各类型材、薄钢板焊接、铆等工艺连接而成。重载焊接机架23/17铝合金机架：工作荷载较小的室内办公设备、小型工作机等，常采用美观轻便的铝