机架或机座设计

机架或机座设计i

1.机座或机架的作用及基本要求

机座或机架是支承其他零部件的基础部件。

其基本要求是：

（1）刚度与抗振性

刚度是抵抗载荷变形的能力。动刚度是衡量抗振性的主要指标。

为提高机架或机座的抗振性，可采取如下措施：

1）提高静刚度，即从提高固有振动频率入手，以避免产生共振；

2）增加阻尼，增加阻尼对提高动刚度的作用很大，如液(气)动、静压导轨的阻尼比滚动导轨的大，故抗振性能好；

3）在不降低机架或机座静刚度的前提下，减轻重量可提高固有振动频率，如适当减小壁厚、增加筋和隔板、采用钢材焊接代替铸件等；

4）采取隔振措施，如加减振橡胶垫脚、用空气弹簧隔板等。

（2）热变形

减小热变形。

（3）提高稳定性

除上述要求之外，还应考虑工艺性、经济性及人机工程等方面的要求。

2.机座或机架的结构设计要点

机座或机架的结构设计必须保证其自身刚度、连接处刚度和局部刚度，同时要考虑安装方式、材料选择、结构工艺性以及节省材料、降低成本和缩短生产周期等问题。

筋板及加强筋的形式

（1）机座的结构工艺性

机座一般体积较大、结构复杂、成本高，尤其要注意其结构工艺性，以便于制造和成本低，在保证刚度的条件下，应力求铸件形状简单，起模容易，泥芯要少，便于支撑和制造。

机座壁厚应尽量均匀，力求避免截面的急剧变化，凸起过大、壁厚过薄、过长的分型线和金属的局部堆积等。铸件要便于清砂，为此，必须开有足够大的清砂口，或几个清砂口。

在同一侧面的加工表面，应处于同一个平面上，以便一起刨出或铣出。如下图所示，图

b 的结构比图a 的好。

加工面要在一个平面上

（2）机座的加工工艺性

机座必须有可靠的加工工艺基面,若因结构原因没有工艺基准，必须铸出四个或两个“工艺凸台”A，如下图所示(图b 的结构比图a 的好)。加工时，先把凸台加工好，然后以凸台作基面来加工B面,加工完毕后把凸台割去。

（3）焊接机架的设计

焊接机架具有许多优点：在刚度相同的情况下可减轻重量30％左右；改型快，废品极少；生产周期短、成本低。

机架常用普通碳素结构钢材(钢板、角钢、槽钢、钢管等)焊接制造。轻型机架也可用铝制型材连结制成。

对于轻载焊接机架，由于其承受载荷较小，故常用型材焊成立体框架，再装上面板、底

板及盖板。板料型材制成的框架接头形式如图1所示。槽钢制成的框架的接头形式见图2所示。角铁构成机架的接头形式如图3所示。图4（a—是用薄钢板折弯成形后、焊接而成的机箱，顶板的连接可采用图b、c所示的接头形式。

i注：摘自张建民《机电一体化系统设计》第四版