2017年5月23日

GTM500200車銑加工中心滑枕體的設計

滑枕體形式的選擇我們的滑枕體形式主要可分為：圓滑枕、方滑枕，兩種形式。兩種滑枕方式都為靜壓導軌，圓滑枕一般用于小規格機床，方滑枕較為通用。因為，圓滑枕的形式時，與之配合使用的滑枕外殼的靜壓導軌面為注膠方式制成的，一般一次成型，要求注膠時無氣泡、無損傷、無缺陷，無法修補，一旦失敗，只能重新開始，但是，優點是效率高、用時短、精度高、人為影響小。適用于最大1400mm行程的滑枕。而方滑枕是共有四個導軌靜壓面，其中兩個為基準面，兩個為安裝有鑲條的配合面，這四個導軌面都是安裝有特殊復合塑料的ZX100導軌板粘貼形成的。缺點是用時長，人為因素高，效率低，優點是可調整，成本低，適用于大行程滑枕，在安裝完成后，靜壓系統油膜浮起量可通過鑲條調整，如導軌板出現損傷，也便于更換。本設計滑枕的行程為2000mm，所以滑枕體的總長就一定要超過4000mm，為保證良好的切削剛性，滑枕外殼的導軌長度也要求有2000mm，由于滑枕外表面是要經過磨削處理的，對于這個長度一般使用導軌磨也較為方便，所以最終采用了方滑枕的形式。如圖2.7所示。2.4. 2滑枕體材料的選擇機床滑枕體本身結構相當于一個細長的軸套類零件。它應該具有較強的抗彎、抗扭強度。同時由于滑枕體還要在滑枕外殼中上下進給運動，雖然采用的是液體靜壓支撐導軌，滑枕體外表面與滑枕外殼導軌面是不直接接觸的，但是考慮到滑枕體外表面沒有其他防護，同樣要接觸到加工時飛濺的切屑，所以也要求具有一定的硬度和表面光潔度。從力學性能上分析：表2. 4常用材料及其主要力學性能 Tab. 2.4 Commonly used materials and their mechanical properties 材料牌號熱處理毛坯直徑 /mm 硬度 (HBS) 抗拉強度 ob / MPa 屈服點 os / MPa 彎曲疲勞極限 o~l / MPa 扭轉疲勞極限 r-1/MPa 45 正火 >100 ? 170? 580 290 235 135 回火 300 217 40Cr 調質 >100 ? 229? 700 500 320 185 300 269 37SiMn2MoV 調質 >200 ? 241? 830 650 395 230 400 286 38CrMoAlA 調質 300 229 1000 850 495 285 表2. 4中：通常情況下，45號鋼應用最廣泛；40Cr用于載荷較大而無大沖擊的軸類零件；37SiMn2M〇V是一種綜合性能優良的高級調質鋼，淬透性高，調質后具有高的強度和韌性。常用于高強度、大尺寸及重載荷的軸，與35SiMn、42SiMn、40MnB的性能相近；38CrM〇AlA具有較高的耐磨性及疲勞強度，并具有良好的耐熱性及抗腐蝕性，但是淬透性不高。常用于制造高耐磨性、高疲勞強度及高強度、且熱處理后尺寸精度高的氮化零件，例如：仿模、氣缸套、高壓閥門、鏜桿、磨床主軸等。但尺寸較大的零件不常采用。2.4.3從熱處理性能上分析氮化處理是指一種在一定溫度下一定介質中使氮原子滲入到零件表層的化學熱處理工藝。經氮化處理的工件具有優異的耐磨性、耐疲勞性、耐蝕性及耐高溫的特性。氮化處理可使材料的表面形成一層堅硬的氮化層，所以鋼在氮化處理后具有了很高的表面硬度及耐磨性；同時氮化層具有較大的殘余壓應力，它能部分地抵消工件在疲勞載荷下產生的拉應力，延緩了工件疲勞破壞過程，顯著提髙鋼的疲勞強度；熱處理后的氮化層表面由連續分布的、致密的氮化物組成，所以鋼具有了很強的抗腐蝕能力，并且氮化處理的溫度低，工件熱處理過程中熱變形小。氮化用鋼通常是含有Al、Cr、Mo等合金元素的鋼。表2. 5三種材料離子滲氮的應用實例Tab. 2.5 Application of ion nitriding three kinds of materials 材料及預備熱處理工藝溫度及時間要求表面硬度層深(mm) 45正火 560°C，4 小時 1050-1150HV 0. 06 40Cr調質 520-540•(：, 12 小時 500-650HV5 0. 3?0_4 38CrMoAlA 520-560X：，6?12 小時 950-1100HV5 0. 4?0. 45 表2. 5中：40Cr氮化處理后表面的硬度低，45鋼氮化處理后氮化層深度略小。綜上所述，38CrM〇AlA更適于做滑枕體的材料[4]。

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