機(jī)床大件焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析
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- 機(jī)床大件焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析焊接結(jié)構(gòu)的造型特點(diǎn)
機(jī)床焊接結(jié)構(gòu)的造型 主要是通過焊縫以小拼大把結(jié)構(gòu)材
料加工成特定功能的構(gòu)件形體
造型設(shè)計(jì)的高度靈活性
各種鋼板和型材的靈活運(yùn)用 造型設(shè)計(jì)的高度靈活性
首先表現(xiàn)在各種鋼板和型材的靈活運(yùn)用上 在造型設(shè)計(jì)中 當(dāng)鋼
板厚度大于 時(shí) 一般采用平板造型為多 小于 時(shí)
則采用成型板造型為多 機(jī)床焊接結(jié)構(gòu)中所用的型材 主要是
槽鋼 角鋼 工字鋼和管材 以及經(jīng)濟(jì)型材等輕型型鋼 這類型鋼
強(qiáng)度高 重量輕 且材料利用率可高達(dá) 以上 是良好的造型
結(jié)構(gòu)材料 各種經(jīng)濟(jì)斷面和肋條的靈活運(yùn)用 在提高結(jié)構(gòu)靜
剛度的同時(shí) 要減輕結(jié)構(gòu)的重量 提高固有頻率 最有效的方法
之一 就是采用各種經(jīng)濟(jì)斷面結(jié)構(gòu) 合理地布置加強(qiáng)肋 焊接
結(jié)構(gòu)生產(chǎn)不易出廢品 焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí) 還可以
在原焊接件的基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)救性的修復(fù)和改進(jìn)工作 所以不易
出現(xiàn)廢品 焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)周期短 焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)不需要制造
木模和澆注 生產(chǎn)周期短 特別適用于單件和小批生產(chǎn)
焊接結(jié)構(gòu)造型的經(jīng)濟(jì)性
焊接結(jié)構(gòu)造型的經(jīng)濟(jì)性 是與同類型鑄造結(jié)構(gòu)的比較中成
立的
減少操縱桿等零件的重量 可以減小零件的慣性 有利于改
善傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的靈敏度 提高機(jī)構(gòu)的伺服性能
焊縫設(shè)計(jì)與布置的工藝性
焊縫不是形式美的表情要素 紋路勻稱 飽滿 平直的焊縫
可以給人一種節(jié)奏性的工藝美
因此 在焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中 焊縫的設(shè)計(jì)與布置要注意
盡量減少焊縫 減少焊縫的前提 首先要減少構(gòu)件的數(shù)
量 即力求以最少的構(gòu)件和最短的連接尺寸來造型 采用成型板
和型鋼是減少焊縫的最有效方法 焊縫盡量置于形體的棱
邊 如圖所示的支架 如同裁剪布料一樣 用 段置于拐角處的
橫焊縫焊成了 既經(jīng)濟(jì)又美觀 適當(dāng)?shù)墓に囂幚?圓角處焊
縫 要求飽滿 棱角處和平板上焊縫 要求平整
焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題
機(jī)床支承大件的結(jié)構(gòu)剛度 與一般機(jī)械結(jié)構(gòu)相比 要高
倍 獲得高剛度的前提 要使支承大件的整體剛度比較均勻
并盡可能地呈線性關(guān)系 為此 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下的問
題
重視封閉結(jié)構(gòu)與開式結(jié)構(gòu)的過渡
采用封閉結(jié)構(gòu) 對(duì)于提高剛度 特別是提高抗扭剛度有明顯
的作用 但愛封閉結(jié)構(gòu)和開式結(jié)構(gòu)的過渡部位 會(huì)出現(xiàn)明顯的剛
度陡降
注意結(jié)構(gòu)變化出的局部剛度
當(dāng)一個(gè)連續(xù)的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化的地方 也會(huì)產(chǎn)生局部剛度陡
降的現(xiàn)象
鵝頸結(jié)構(gòu)要加固
在承受交變載荷的情況下 鵝頸結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)翼板上存在著
切向拉伸應(yīng)力 是翼板和腹板間的焊縫有被拉開的趨勢(shì) 曲率半
徑越小 徑向拉力越大 因此 鵝頸部位的加固 宜在內(nèi)測(cè)翼板而
不在外側(cè)翼板上
鵝頸部位要保證焊接質(zhì)量 不得在此部位采用斷續(xù)焊縫
重視附加件部件的剛度設(shè)計(jì)
機(jī)床床身 立柱 橫梁上都要裝置一些零部件 這些零部件
的質(zhì)量 勢(shì)必會(huì)改變所在部位的固有頻率
當(dāng)然 附加件的設(shè)計(jì) 重量要輕 布局要盡量均衡
機(jī)床焊接結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計(jì)
焊接結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)要點(diǎn)
機(jī)床焊接結(jié)構(gòu) 主要指床身 底座 立柱 橫梁 機(jī)體 殼體等
大件結(jié)構(gòu) 它們的結(jié)構(gòu)特征是 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 剛度大 精度和穩(wěn)定性
要求高 一般說焊接應(yīng)力比較大 在焊接生產(chǎn)過程中以及焊接以
后通常需要進(jìn)行熱處理工序
焊接工藝設(shè)計(jì) 包括生產(chǎn)工藝準(zhǔn)備 鋼板的預(yù)加工 裝配
焊接 驗(yàn)收等多道生產(chǎn)工序 現(xiàn)提出以下要點(diǎn)
減少配料和裝配工時(shí) 其主要措施是 采用直線方角造
型 提高焊接零件的備料加工生產(chǎn)率和精度 改善結(jié)構(gòu)的切
削性 統(tǒng)計(jì)表明 低碳結(jié)構(gòu)鋼的可焊性比較好 但其機(jī)械加工性
能卻不如鑄鐵 機(jī)械加工工時(shí)與鑄鐵相比 只有銑削工時(shí)比較接
近 所以 應(yīng)盡可能采用銑削加工 避免在加工表面布置焊
縫 避免在需要機(jī)械加工的表面布置焊縫 在不可避免的情況
下 要防止機(jī)械加工削弱焊接接頭 以確保結(jié)構(gòu)的安全工作
非工作焊縫采用間斷焊縫 由于機(jī)械結(jié)構(gòu)的剛度大 對(duì)焊縫的約
束力也大 對(duì)于內(nèi)腔的非工作焊縫 應(yīng)盡量采用間斷焊縫 為釋
放振動(dòng)應(yīng)力留有一點(diǎn)余地 以提高結(jié)構(gòu)的減振能力
焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)法則
焊縫形式 焊縫形式 不外乎是對(duì)接焊縫和角焊縫兩種
在機(jī)械結(jié)構(gòu)中 角焊縫用得最多
按焊接接頭作用 焊接結(jié)構(gòu)可分工作街頭和連接接頭兩種
連接接頭是將 個(gè)或更多的零件連接成一個(gè)整體 一保持其相
對(duì)位置見圖 這種焊縫一般不會(huì)影響結(jié)構(gòu)的安全工件 如床
身 立柱等內(nèi)腔種的肋條和肋條 肋條與板壁之間的焊縫
焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)法則 由于機(jī)床床身 立柱 底座
橫梁等大件是按剛度條件設(shè)計(jì)的 它們的斷面尺寸大 工作應(yīng)力
一般在 范圍內(nèi) 只相當(dāng)于低碳結(jié)構(gòu)鋼需用應(yīng)力的
所以 機(jī)床大件的焊縫不能按工作應(yīng)力計(jì)算
角焊縫的最小焊腳尺寸 角焊縫的最小焊腳尺寸
不得小于 因?yàn)?塊厚度不同的鋼板相焊時(shí) 其中的薄板
冷卻速度比較快 為使熔敷在薄板上的焊接金屬不至于過快冷
卻而產(chǎn)生裂紋 焊腳尺寸不能太小 所以 角焊縫的最小焊腳尺
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劉會(huì)明 朱永煥
漯河高級(jí)技工學(xué)校 河南 漯河
摘要 機(jī)床大件在機(jī)床使用中 起著支持 承載和穩(wěn)定作用 要求結(jié)構(gòu)要合理 本文著重闡述了機(jī)床大件焊接結(jié)構(gòu)的造型特點(diǎn)和焊接
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的要求和注意事項(xiàng) 又對(duì)機(jī)床焊接結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計(jì)作了介紹
關(guān)鍵詞 機(jī)床大件 焊接結(jié)構(gòu)
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