机床床身铸件的设计

机床床身铸件采用优化设计方法，设计分布在机床内部的各类加强筋及床身、立柱、工作台等各大部件的尺寸，使机床床身尽可能低的重量承载大的载荷，机床床身铸件为三角形受力设计，立柱为A形结构，排除机床在加工过程中立柱产生的偏移摆动，使机床工作台的承载量是其他机床的2-3倍。

我们采用全新的设计理念，对机床床身铸件进行设计和加工，机床床身铸件使用HT250铸铁，铸铁的抗拉强度达25000PSI，在铸造时，铸铁中加了硅、铝、镁、铜等合金元素，增强机床床身铸件的强度，采用的树脂砂消失模铸造工艺技术成型机床床身铸件，使机床床身达到高及高刚性。

数控机床床身铸件是机床的基础件，要求机床床身要有足够高的静动刚度和精度保持性，在满足总体设计要求的前提下，应尽可能的做到既要结构合理，筋板布置恰当，又要保持机床床身铸件良好的冷热加工工艺性，在设计环节，通过机床动力学，对机床床身进行受理分析。

机床床身铸件的设计:合理的结构程度和加强筋的搭配，使机床床身抗扭、、提高机床床身刚性，为使数控机床具有良好的静刚度，应注意合理选择机床床身的结构形式，如:机床床身铸件采用封闭的完整箱体结构，机床床身铸件采用封闭式截面，合理选择及布局机床床身的隔板和筋条，尽量减小结合面，提高部件间接触刚度等，纵向隔板主要提高机床床身铸件抗弯刚度，横向隔板主要提高机床床身铸件抗扭刚度，斜向隔板兼有提高机床床身抗弯刚度，抗扭刚度的效果。

对于大型机床床身铸件，除了轮廓尺寸大，壁厚也较大，因此所采取的工艺措施显得非常重要。

（1）冷铁分为内冷铁和外冷铁，对于尾座体、主轴箱体、工作台的厚大部位，在其内部我们设计了焊接内冷铁架（材质为钢筋），外部放置石墨冷铁。

（2）保温冒口针对铸件上箱的厚大部分，放置不同规格的保温冒口，可以起到较好的补缩效果，且减少金属液用量。

（3）对于高大型铸件，我们设计两套浇注系统，上面为一套（距上箱约1/3总高），中下区域为一套，铁液先充入中下区域的浇注系统，上面浇注系统后进，同时，上面的铁液温度比先浇的要高一些，这样的浇注系统对铸件有很好的补缩效果。

（4）铸造工艺模拟对大型铸件的各种预设工艺方案进行模拟，可以避免大型铸件不能先试验在生产带来的风险，可以提高大型铸件的成功率，我厂的105t工作台、78t立柱、87t尾座体、95t主轴箱体都曾进行工艺模拟，起到了为质量保驾护航的作用。

铸件生产工序多、影响因素多，质量控制难度大，特别是大型铸件，无论从工装、造型工艺和熔炼方面都有很高的要求，每一个细节都需处理好。尤其是铁液的质量对于铸件生产的成败很关键，除了满足材质的牌号要求外，铁液的温度、性能等都对铸件有影响。裂纹是大型铸件的一个敏感问题。铸件如方形工作台和立柱、刀板等均出现过裂纹，分析原因除了是零件结构本身壁厚差大之外，由铁液材质的性能所导致的裂纹产生占较大比例。另外，根据零件的结构特点选择合适的原材料和配比，对于大型铸件的浇注成功也至关重要。