精密制造与自动化
立式车床双横梁结构改进探索
王毅哲
（陕西工业职业技术学院陕西威阳712000）
2017年第3期
摘要通过对立式车床通常采用的横梁结构进行分析，发现其横梁结构具有悬臂特征和不对称的热平衡结构，加工中会引起车床的横渠变形，从而造成车床加工精度的降低。针对这两种情况，重新设计了一种双横梁结构，采用热对称设计，并且避免了悬臂情况，提高了车床的加工精度，并对新的双横渠结构进行了有限元分析，基本符合设计要求，
关键词立式车床结构双横梁有限元分析
由于传统立式车床通常采用的横梁结构具有悬臂特征，这样会使得工件在加工过程中由于悬臂结构的变形导致加工的不精确。另外车床在工作时，加工主轴和刀具会产生大量热量，热量会通过热传导、热对流、热辐射传递给车床结构的各个部件，引起这些结构部件的温度上升，产生部件的热膨胀，从而会引起工件和刀具之间的相对不正确位移，即
相对位置不正确，造成车床加工精度的降低"] 1
改进方案
新设计的横梁采用双横梁结构，主轴或刀架被放置在横梁截面中间，横梁采用对称结构，横梁左右两部分的热膨胀量大致相等，横梁被置于立柱截面中间。采用这种结构，可以减少加工时车床横梁结构热变形，双横梁车床结构如图1所示
回转工作台
床电导款
图1双横梁结构车床
设计合理的横梁结构，控制它的动态特性，对于立式车床整体刚度和在实际切削中受到零件反作陕西工业职业技术学院科研项目
编号：ZK17-01 38
万方数据
用力后引起的横梁形变有着非常重要的意义，会影响所加工零件的精度和整个车床的加工效率。质量轻，是横梁自身质量的要求，在横梁内部应考虑设置一些筋板结构，可以减轻横梁的质量，有效增强横梁的强度和刚度。需要减少变形时，可以在壁厚较薄的截面上设置筋板，对于在面积较大、壁厚较小的横梁上需要防止局部的形变产生的振动与噪音，因此，需考设置筋板。
常用筋板布置方式对箱体结构刚度影响见表1，其中2、3、4号模型筋板厚度为d，5号模型筋板厚度为d/2。
表1筋板对封闭式箱体结构刚度的影响
模型
号
模型体积指数
1.0 1.06 1.13 1. 15 1. 15
弯曲刚度指数
1.0 1. 02 1.16 1. 11 1. 13
扭转刚度指数
1.0 1.33 1.44 1.67
1. 02