床身铸件是机床的基础支撑部件,承担着整机的重量和加工过程中的动态载荷,其设计质量直接影响机床的精度保持性、抗震性能和使用寿命。因此,设计时不仅要满足功能需求,还需兼顾可制造性与经济性。
设计需考虑的核心因素
1. 材料选择
床身铸件通常采用灰铸铁(如HT200-HT300),因其具有良好的消震性、耐磨性和铸造性能;对高精度或重载设备可选用球墨铸铁或合金铸铁。
2.床身铸件 结构设计要点
壁厚均匀:避免因冷却不均导致缩孔、缩松等缺陷,推荐采用等壁厚设计或渐变过渡。
加强筋布置:用于提高刚性、减少变形,筋厚一般为壁厚的2/3~3/4,且连接处应设圆角以减少应力集中 。
圆角设计:所有转角处应设置合理圆角(R ≥ 1/2壁厚),有助于金属流动、防止裂纹并延长模具寿命。
拔模斜度:外表面最小斜度约为0.5°–1°,便于脱模,减少损伤 。
3.热处理与应力控制
铸件在冷却过程中会产生残余应力,易引起变形。必须通过去应力退火(通常500–550℃保温后缓冷)消除内应力,确保尺寸稳定性。
4.其他注意事项
避免十字交叉肋板,防止形成热节导致缩松;垂直肋应带有一定的斜度以便脱模;肋不应处于拉应力区,宜在受压状态下工作(尤其铸铁件)。