淺談機(jī)床焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

鐘杰

摘 要：我國改革開放以來，在黨和國家政策的號召下，成千上萬的民營工廠不斷創(chuàng)辦起來，正是這些民營工廠的興辦，使得我國國民經(jīng)濟(jì)在短時間內(nèi)得到飛速發(fā)展。工廠的生產(chǎn)離不開機(jī)床，也正是這些數(shù)以萬計(jì)的機(jī)床拉動了國民經(jīng)濟(jì)，因此我國有“在機(jī)床上的國家”一稱。

關(guān)鍵詞：機(jī)床;焊接結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)

引言

工廠中被用來生產(chǎn)和制造零部件或成品的機(jī)器被稱為生產(chǎn)母機(jī)，簡稱機(jī)床。由于跟零部件的生產(chǎn)或制造有關(guān)，所以機(jī)床的種類繁多，主要有木工機(jī)床、鍛壓機(jī)床以及新出現(xiàn)的數(shù)控機(jī)床等。盡管機(jī)床的種類有很多，但所有機(jī)床都是由一塊一塊零部件相互焊接后制造出來的。因此機(jī)床的制造對焊接水平的要求極高，并且合理的焊接結(jié)構(gòu)才能保證制造出的產(chǎn)品質(zhì)量合格。機(jī)床的大致組成部件有支撐其他零件重量和壓力的承重部件，如機(jī)床的床身和立柱便是承重部件;改變主機(jī)運(yùn)行速度的調(diào)速部件;用于輸送和輸出制造零件和成品零件的進(jìn)給部件;以及操縱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。下面文章將結(jié)合機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)部件，討論一下機(jī)床焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

1.減輕機(jī)床重量增加靈活性

現(xiàn)階段機(jī)床大都是一體焊接式，這就在極大程度上限制了機(jī)床靈活性，除了特殊情況外需要挪動機(jī)床，一般來講自機(jī)床生產(chǎn)安裝后一直到損壞，機(jī)床至始至終都會在一個位置。因此要保持機(jī)床靈活性就要減輕機(jī)床重量，在造型設(shè)計(jì)上盡量在保證實(shí)用性基礎(chǔ)上縮小機(jī)床的規(guī)模，可使各部件疊加化以減少占地面積，在材料使用上靈活運(yùn)用，不一定每個部件都需要鋼板來制作，一些邊角甚至是無關(guān)緊要的的部位可采用可拆卸輕鋼來安裝，保證機(jī)床的靈活性、可移動性。在重要的結(jié)構(gòu)部件可采用加強(qiáng)肋，定型框來焊接，既保證質(zhì)量還提高靈活性。在設(shè)置操縱桿時可以集中設(shè)置到一個單元中，避免操作桿過多造成使用的復(fù)雜性。

2.機(jī)床結(jié)構(gòu)的焊縫

機(jī)床由于是各個零部件組成后焊接到一起的，所以在焊接時往往會留下許多焊縫痕跡，這也是機(jī)床在長時間使用后易發(fā)生故障的一個因素。因此在制造機(jī)床的時候應(yīng)適當(dāng)減少焊縫工作。想要減少焊縫前期設(shè)計(jì)時就要合理布局，一些零件還可以通過使用集成板或成型版拼裝省去焊接步驟，如此以來減少焊接工作后焊接痕跡也大大減少。這不僅減少機(jī)器發(fā)生故障的概率，還很大程度上使機(jī)床更加美觀、一體化。

3.機(jī)床焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所需注意事項(xiàng)

機(jī)床的承重部件是整個機(jī)床中剛度最高的部件，由于其作用是承受來自整個機(jī)床其他部件的重量和壓力，因此其剛度比正常部件高幾倍到幾十倍不等。為了使承重部件的整個部件剛度統(tǒng)一均勻，并在成型后盡量保證部件和機(jī)床平整，要在設(shè)計(jì)和焊接機(jī)床時注意以下問題：

3.1設(shè)計(jì)部件重量均勻

為了使機(jī)床承重部件的承重和抗壓均勻，在設(shè)計(jì)機(jī)床時要考慮除承重部件以外其他部件的重量和工作中形成的壓力，要避免質(zhì)量較大的部件都集中在一個區(qū)域或者產(chǎn)生大壓力的部件組合在一起，這會導(dǎo)致機(jī)床使用時承重部件磨損過大以至于發(fā)生故障

3.2部件密閉與開放式設(shè)計(jì)

一些機(jī)床在工作時需要空氣通透性對機(jī)床進(jìn)行冷卻處理，因此在設(shè)計(jì)時需要對相應(yīng)部位進(jìn)行開放式處理，但又為了防止灰塵雜物吸入，所以開放式設(shè)計(jì)并不是要經(jīng)機(jī)床內(nèi)部零件完全暴露在空中，而是在焊接設(shè)計(jì)時，對焊接斷面進(jìn)行打孔，打孔直徑要控制在五毫米內(nèi)，在此可以選擇水槍打孔。而在一些需要提高剛度的部位需要進(jìn)行密閉處理，來保障零件的安全運(yùn)行，但在焊接時由于焊接部位相對脆弱會影響剛度，因此可以用焊接曲面來將一條焊接痕分成兩條，從而使所受壓力也被分散開，防止集中于一個部位造成斷面。

3.3各部件的焊接要點(diǎn)

在將各部件與外鋼板焊接相互焊接時，要采取提高高度或加贈鋼板的方式，對焊接部位進(jìn)行加固，防止在運(yùn)行中，由于共振或者壓力過大發(fā)生表層斷面，或者各部件脫離導(dǎo)致機(jī)床報廢。并且加固鋼板時要在鋼板內(nèi)側(cè)加固，因?yàn)闄C(jī)器共振往往是從機(jī)床內(nèi)向外擴(kuò)散，因此在內(nèi)側(cè)加裝鋼板可以有效地緩解共振帶來的大頻率振輻。

4.機(jī)床結(jié)構(gòu)的焊接設(shè)計(jì)

機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)有承重結(jié)構(gòu)、調(diào)速部件、進(jìn)給部件、操縱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)機(jī)床時要從最基礎(chǔ)的部件開始制造，就如在建造樓房時從打地基開始施工。機(jī)床最基礎(chǔ)的部件就是承重結(jié)構(gòu)，這也是機(jī)床最為重要的部件，因?yàn)檎麄€機(jī)床將在承重部件之上建造。在制造承重部件時應(yīng)該直接選用一體式部件，避免焊接后由于焊接點(diǎn)剛度低而造成的焊接面斷面。并且適當(dāng)在承重部件上加裝承重柱來分散重力和壓力。在制造好承重部件后應(yīng)由內(nèi)而外地焊接機(jī)床，這種焊接方式可防止在焊接內(nèi)部結(jié)構(gòu)時由于其他部件的遮擋而無法焊接?？梢詮倪M(jìn)給部件和制造系統(tǒng)開始焊接，先將制造系統(tǒng)和操作系統(tǒng)相連，確保操縱桿可以完全控制制造系統(tǒng)工作后再進(jìn)行焊接，然后再將進(jìn)給部件焊接上去。為了提高機(jī)床工作效率，可以將一個進(jìn)給系統(tǒng)對準(zhǔn)兩個制造系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一機(jī)兩用，再統(tǒng)一使用出件口生產(chǎn)出產(chǎn)品，而為了方便維修可以將兩個制造系統(tǒng)并聯(lián)，在使用同一個主干路時遇到突發(fā)故障互不影響工作。最后焊接的則是冷凝系統(tǒng)和調(diào)速系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)加裝在整個制造系統(tǒng)上，及時為制造系統(tǒng)冷卻，并可以在一個系統(tǒng)冷卻時另一系統(tǒng)正常工作。最后將整個制造流程中使用的系統(tǒng)與承重系統(tǒng)相焊接，在焊接時務(wù)必保證焊接牢固，對準(zhǔn)孔位，謹(jǐn)防出現(xiàn)人工失誤，機(jī)床在使用時出現(xiàn)斷面情況。一些開放式部件可以使用焊接阻攔網(wǎng)，來保證在通氣狀態(tài)下，防止灰塵雜物的卷入。

結(jié)束語

國內(nèi)機(jī)床制造廠商現(xiàn)階段對效仿國外制造機(jī)床的技術(shù)已經(jīng)相對成熟，但是在設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)時仍處于發(fā)展階段，一些遇到的新問題只有在實(shí)際操作中才可以發(fā)現(xiàn)，從而進(jìn)行總結(jié)得出自己的經(jīng)驗(yàn)，并再應(yīng)用到結(jié)構(gòu)焊接設(shè)計(jì)中。機(jī)床廠商設(shè)計(jì)制造的進(jìn)步便是得益于這些點(diǎn)點(diǎn)滴滴的問題。相信我國機(jī)床制造行業(yè)的發(fā)展將不斷前進(jìn)，各方面技術(shù)也將得到完善和優(yōu)化。

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（作者單位：成都理工大學(xué)）