浅谈车床床身的制造
吴洋 机械101 1010013016
摘要：床身是车床精度要求很高的带有导轨(山形导轨和平导轨)的一个大型基础部件，用于支撑和连接车床的各个部件，并保证各部件在工作时有准确的相对位置。床身是车床的基础部件，用于连接其他部件，主要拥有减振、抗振、抗压的作用。是车床工作时支撑整体的主要部分。
关键字：床身 减振 抗振 抗压
引言：车床的床身是整个车床的基础支承件，一般用来放置导轨、主轴相等重要部件。对车床床身的基本要求有：应有足够的静刚度，较高的刚度—重量比。应有较好的动态特性。好的动态特性需要足够的动刚度和合适的阻尼，使车床有较高的抵抗变形的能力，有较高的固有频率，远离激振频率，避免发生共振及因薄壁振动而产生噪声。应具有较好的热稳定性。我国车床工具行业近十年的发展，和改革开放前期二十年相比有很大变化。从客观因素来讲，现在进入新世纪之后，发展模式也出现了很积极的变化。可总体发展水平与国外相比仍然有很大差距，所以在看到我们进展的同时，也应该同时清醒地认识到，我们的差距还是比较大的。必须进一步认清发展趋势，要坚定不移的加速刀具现代化的发展进程。主观因素来讲，从车械工业运行环境看，《国务院关于装备制造业的振兴规划》已出台，从而将为车械工业的发展营造一个有利的环境。目前内需市场降中趋稳，企业订单有望回升；钢材价格落势受到抑制，车械工业2010年成本上升的压力有所上升；电力供需矛盾已缓解，供应有望好于往年；国际原油价格回弹，国内成品油供求趋紧；国际产业转移发展减缓，但承接转移的空间依然很大。
1、 床身的工作条件及使用性能要求
a、工作条件：随着工业的发展,对车床的要求越来越高。在车床的设计中,需要对其组成部件进行严密的分析与计算。车床床身等支承件的重量要占车床总重量的80 %～ 85 % ,因此对支承件的单位重量刚度提出较高的要求。在重量轻的条件下,需保证支承件具有足够的静刚度,所以支承件材料的分布、支承件壁厚和开孔位置的合理性提出了要求,有必要进行分析计算。
(1) 车床床身并非很细长时,剪切力的影响不能忽略,窗孔应开在与弯曲平面垂直的平面上,这样开孔对床身的刚度影响最小。
(2) 设计车床床身时,水平方向刚度是很重要的,为了提高水平方向的刚度,应加厚上、下腹板,但有一定限度,一般应使上、下腹板厚度为侧板厚度的1.5 ～ 2 倍为宜。
b、使用性能要求：（1）精度要求相对较高；
（2）要有减振、减压的作用；
（3）抗磨损性高，不易变形有一定的刚度。
2、 毛坯材料及毛坯制造方法
使用材料：铸铁材料 牌号：HT150、HT200等
A、车床开车后的转速很高极易产生振动，笨重的铸铁材料及其高含量的石墨可以起到减震的效果，这是主要目的；（减震）
B、超重的车床床身性价比最高的就是铸铁；（造价低，加工容易）
C、铸铁材料强度，刚度都很高，塑性变形小，不易产生形变；（不易变形） 毛坯制造方法：铸造成型
1、优先采用砂型铸造车床床身铸件，因为砂型铸造比其它铸造方法成本低、生产工艺车械化、生产周期不长，质量还能保证，当湿型不能满足要求时再考虑使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。粘土湿型砂铸造的铸件重量可从几公斤到几十公斤，重达几十吨铸件多用粘土干型生产。
2、车床床身铸造方法应和生产批量相适应。低压铸造、压铸、离心铸造等铸造方法，因设备和模具的价格昂贵，所以适合批量生产。河北华普车械铸造有限公司是生产工量具的专业厂家，发挥产品优势，开拓新产品，具有完善的铸、锻、切削、热处理、镀涂、刮研、精密加工、检测等车械加工和设计能力，有完善的质量保证体系。
3、 毛坯简图
4、 毛坯及零件的制造工艺路线（热处理工序）
车床床身铸件光整加工工序它是从经过精加工的工件表面上切去很少的加工余量，得到很高的加工精度及很小的表面粗糙度值。研磨、珩磨、超精加工及抛光等方法属于光整加工工序。
制定工艺路线
工序1：铸造毛坯
工序2：清理、喷沙后上底漆
工序3：划线、划底面及导轨面的刨加工及校正线
工序4：粗刨床身底面
按划线找正，以导轨面为安装基准
工序5：粗铣各导轨面及结合面
按划线找正，以底面为安装基准
工序6：人工时效处理
工序7：半精刨底面
以导轨面为安装基准
工序8：半精铣导轨面、床身内侧面、结合面、外侧面
找正导轨侧面，以底面为安装基准
工序9：热处理、导轨表面高频淬火
工序10：精刨底面、压板面和齿条安装面
以导轨面为安装基准
工序11：钻齿条安装孔、进给箱安装孔及攻螺纹
以底面为安装基准
工序12：钻床身的安装孔
以底面为安装基准
工序13：精磨床头箱定位安装面及压板面
找正导轨面，以底面为安装基准
工序14:粗、精磨导轨面
找正导轨面，以底面为安装基准
工序15：终检
成型方法：灰铸铁制造的床身需要精加工，床身导轨表面主要选择刨削；床身孔的加工方法选择镗削工艺。
刨削加工：（1）定义：利用刨刀与工件在水平方向上的相对直线往复运动的切削加工。（2）特点：①成本低；②应用广泛；③加工方式简单；④加工精度较高；
⑤成产率低。
镗削加工：（1）定义：是一种用刀具扩大孔或其它圆形轮廓的内径车削工艺，其应用范围一般从半粗加工到精加工，所用刀具通常为单刃镗刀(称为镗杆)。
（2）特点：①适应性强；②可以有效地校正原有孔轴线的偏斜或位置误差；③加工质量好；④应用广泛；⑤成本较低。
（3）应用：主要适用于批量生产，精加工箱类零件上的直径较大的孔。
表面处理：车床床身铸造产品作为一种大型铸件必须要经过热处理才能提高本身的使用性能，改善床身铸件的内在质量。为使床身铸件有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺是必不可少的。
由于热处理不能改变石墨的形状、分布，故对提高力学性能作用不大，因此在灰铸铁的生产中，热处理主要用于消除铸件的内应力和改善其切削加工工艺。
方法：应力退火，消除铸件白口的退火以及表面淬火。
① 应力退火：消除内应力退火通常是将铸件缓慢加热到500摄氏度到560摄氏度，保温一段时间（每10mm截面保温一小时），然后以极缓慢的速度随炉冷至150摄氏度到200摄氏度后出炉。此时，铸件的内应力基本上被消除.应当指出，若退火温度超过温560摄氏度或保时间过长，会引起石墨化，使铸件的强度与硬度降低，是不适宜的.
当铸件形状复杂，厚薄不均时，由于浇注后冷却过程中各部位的冷却速度不同，往往在铸件内部产生很大的应力。因此，对精度要求较高或大型、复杂的铸件（如车床床身、车架等）在切削加工之前，都要进行一次消除内应力的退火，有时甚至在粗加工之后还要进行一次它不仅削弱了铸件的强度，而且在随后的切削加工之后，由于应力的重新分布而引起变形，甚至开裂。
②表面淬火：是将刚件的表面层淬透到一定的深度，而心部分仍保持未淬火状态的一种局部淬火的方法。表面淬火时通过快速加热，使刚件表面很快到淬火的温度，在热量来不及穿到工件心部就立即冷却，实现局部淬火。目的在于获得高硬度，高耐磨性的表面，而心部仍然保持原有的良好韧性。可以是床身更加耐磨损。
车床床身加工流程介绍：精加工、粗加工、光整加工的工序特点:车床床身铸件精加工工序从经过粗加工的表面上切去较少的加工余量，使工件达到较高的加工精度及表面质量的工序为精加工工序。如工件表面无特别高的要求，精加工常作为最终加工。
1、车床床身铸件精加工工序
从经过粗加工的表面上切去较少的加工余量，使工件达到较高的加工精度及表面质量的工序为精加工工序。如工件表面无特别高的要求，精加工常作为最终加工。
2、车床床身铸件光整加工工序
它是从经过精加工的工件表面上切去很少的加工余量，得到很高的加工精度及很小的表面粗糙度值。研磨、珩磨、超精加工及抛光等方法属于光整加工工序。
3、车床床身铸件粗加工工序
从工件上切去大部分加工余量，使其形状和尺寸接近成品要求的工序为粗加工工序。其加工精度较低，表面粗糙度值较大，一般用于要求不高或非配合表面的最终加工，也作为精加工的预加工。
总结
一个零部件其质量的高低取决于设计、加工等因素，那么机械加工就是不可缺少的一部分，零件从设计好，到拿到工厂加工，要加工出合格的产品，就必须在工艺及夹具上下功夫，工艺编制的合不合理，夹具结构设计的合不合理这些都是很重要的的因素。因此在加工零件之前，要认真的分析，然后编制合理的工艺进行合理的设计，床身作为车床的一个基础构件，其性能直接影响到车床的工作精度，进而影响到加工零件的精度、表面质量等。因此，我们要求床身的刚度，抗震性要高，热变形小等。
参考文献
(1)戈晓岚等.工程材料.东南大学出版社，2010.6
（2）何红媛等.材料成形技术基础，2010.6
（3）王艳辉,伍建国,缪建成;精密车床床身结构参数的优化设计[J];机械设计与研究;2003年06期
（4）林天清;数控车床床身结构动态分析与优化研究[D];昆明理工大学;2009年
（5）金属切削车床设计[M]1 北京:机械工业出版社,1980
（6）应用技术—数控车床斜床身铸造工艺中国铸造装备与技术
浅谈车床床身的制造
吴洋 机械101 1010013016
摘要：床身是车床精度要求很高的带有导轨(山形导轨和平导轨)的一个大型基础部件，用于支撑和连接车床的各个部件，并保证各部件在工作时有准确的相对位置。床身是车床的基础部件，用于连接其他部件，主要拥有减振、抗振、抗压的作用。是车床工作时支撑整体的主要部分。
关键字：床身 减振 抗振 抗压
引言：车床的床身是整个车床的基础支承件，一般用来放置导轨、主轴相等重要部件。对车床床身的基本要求有：应有足够的静刚度，较高的刚度—重量比。应有较好的动态特性。好的动态特性需要足够的动刚度和合适的阻尼，使车床有较高的抵抗变形的能力，有较高的固有频率，远离激振频率，避免发生共振及因薄壁振动而产生噪声。应具有较好的热稳定性。我国车床工具行业近十年的发展，和改革开放前期二十年相比有很大变化。从客观因素来讲，现在进入新世纪之后，发展模式也出现了很积极的变化。可总体发展水平与国外相比仍然有很大差距，所以在看到我们进展的同时，也应该同时清醒地认识到，我们的差距还是比较大的。必须进一步认清发展趋势，要坚定不移的加速刀具现代化的发展进程。主观因素来讲，从车械工业运行环境看，《国务院关于装备制造业的振兴规划》已出台，从而将为车械工业的发展营造一个有利的环境。目前内需市场降中趋稳，企业订单有望回升；钢材价格落势受到抑制，车械工业2010年成本上升的压力有所上升；电力供需矛盾已缓解，供应有望好于往年；国际原油价格回弹，国内成品油供求趋紧；国际产业转移发展减缓，但承接转移的空间依然很大。
1、 床身的工作条件及使用性能要求
a、工作条件：随着工业的发展,对车床的要求越来越高。在车床的设计中,需要对其组成部件进行严密的分析与计算。车床床身等支承件的重量要占车床总重量的80 %～ 85 % ,因此对支承件的单位重量刚度提出较高的要求。在重量轻的条件下,需保证支承件具有足够的静刚度,所以支承件材料的分布、支承件壁厚和开孔位置的合理性提出了要求,有必要进行分析计算。
(1) 车床床身并非很细长时,剪切力的影响不能忽略,窗孔应开在与弯曲平面垂直的平面上,这样开孔对床身的刚度影响最小。
(2) 设计车床床身时,水平方向刚度是很重要的,为了提高水平方向的刚度,应加厚上、下腹板,但有一定限度,一般应使上、下腹板厚度为侧板厚度的1.5 ～ 2 倍为宜。
b、使用性能要求：（1）精度要求相对较高；
（2）要有减振、减压的作用；
（3）抗磨损性高，不易变形有一定的刚度。
2、 毛坯材料及毛坯制造方法
使用材料：铸铁材料 牌号：HT150、HT200等
A、车床开车后的转速很高极易产生振动，笨重的铸铁材料及其高含量的石墨可以起到减震的效果，这是主要目的；（减震）
B、超重的车床床身性价比最高的就是铸铁；（造价低，加工容易）
C、铸铁材料强度，刚度都很高，塑性变形小，不易产生形变；（不易变形） 毛坯制造方法：铸造成型
1、优先采用砂型铸造车床床身铸件，因为砂型铸造比其它铸造方法成本低、生产工艺车械化、生产周期不长，质量还能保证，当湿型不能满足要求时再考虑使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。粘土湿型砂铸造的铸件重量可从几公斤到几十公斤，重达几十吨铸件多用粘土干型生产。
2、车床床身铸造方法应和生产批量相适应。低压铸造、压铸、离心铸造等铸造方法，因设备和模具的价格昂贵，所以适合批量生产。河北华普车械铸造有限公司是生产工量具的专业厂家，发挥产品优势，开拓新产品，具有完善的铸、锻、切削、热处理、镀涂、刮研、精密加工、检测等车械加工和设计能力，有完善的质量保证体系。
3、 毛坯简图
4、 毛坯及零件的制造工艺路线（热处理工序）
车床床身铸件光整加工工序它是从经过精加工的工件表面上切去很少的加工余量，得到很高的加工精度及很小的表面粗糙度值。研磨、珩磨、超精加工及抛光等方法属于光整加工工序。
制定工艺路线
工序1：铸造毛坯
工序2：清理、喷沙后上底漆
工序3：划线、划底面及导轨面的刨加工及校正线
工序4：粗刨床身底面
按划线找正，以导轨面为安装基准
工序5：粗铣各导轨面及结合面
按划线找正，以底面为安装基准
工序6：人工时效处理
工序7：半精刨底面
以导轨面为安装基准
工序8：半精铣导轨面、床身内侧面、结合面、外侧面
找正导轨侧面，以底面为安装基准
工序9：热处理、导轨表面高频淬火
工序10：精刨底面、压板面和齿条安装面
以导轨面为安装基准
工序11：钻齿条安装孔、进给箱安装孔及攻螺纹
以底面为安装基准
工序12：钻床身的安装孔
以底面为安装基准
工序13：精磨床头箱定位安装面及压板面
找正导轨面，以底面为安装基准
工序14:粗、精磨导轨面
找正导轨面，以底面为安装基准
工序15：终检
成型方法：灰铸铁制造的床身需要精加工，床身导轨表面主要选择刨削；床身孔的加工方法选择镗削工艺。
刨削加工：（1）定义：利用刨刀与工件在水平方向上的相对直线往复运动的切削加工。（2）特点：①成本低；②应用广泛；③加工方式简单；④加工精度较高；
⑤成产率低。
镗削加工：（1）定义：是一种用刀具扩大孔或其它圆形轮廓的内径车削工艺，其应用范围一般从半粗加工到精加工，所用刀具通常为单刃镗刀(称为镗杆)。
（2）特点：①适应性强；②可以有效地校正原有孔轴线的偏斜或位置误差；③加工质量好；④应用广泛；⑤成本较低。
（3）应用：主要适用于批量生产，精加工箱类零件上的直径较大的孔。
表面处理：车床床身铸造产品作为一种大型铸件必须要经过热处理才能提高本身的使用性能，改善床身铸件的内在质量。为使床身铸件有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺是必不可少的。
由于热处理不能改变石墨的形状、分布，故对提高力学性能作用不大，因此在灰铸铁的生产中，热处理主要用于消除铸件的内应力和改善其切削加工工艺。
方法：应力退火，消除铸件白口的退火以及表面淬火。
① 应力退火：消除内应力退火通常是将铸件缓慢加热到500摄氏度到560摄氏度，保温一段时间（每10mm截面保温一小时），然后以极缓慢的速度随炉冷至150摄氏度到200摄氏度后出炉。此时，铸件的内应力基本上被消除.应当指出，若退火温度超过温560摄氏度或保时间过长，会引起石墨化，使铸件的强度与硬度降低，是不适宜的.
当铸件形状复杂，厚薄不均时，由于浇注后冷却过程中各部位的冷却速度不同，往往在铸件内部产生很大的应力。因此，对精度要求较高或大型、复杂的铸件（如车床床身、车架等）在切削加工之前，都要进行一次消除内应力的退火，有时甚至在粗加工之后还要进行一次它不仅削弱了铸件的强度，而且在随后的切削加工之后，由于应力的重新分布而引起变形，甚至开裂。
②表面淬火：是将刚件的表面层淬透到一定的深度，而心部分仍保持未淬火状态的一种局部淬火的方法。表面淬火时通过快速加热，使刚件表面很快到淬火的温度，在热量来不及穿到工件心部就立即冷却，实现局部淬火。目的在于获得高硬度，高耐磨性的表面，而心部仍然保持原有的良好韧性。可以是床身更加耐磨损。
车床床身加工流程介绍：精加工、粗加工、光整加工的工序特点:车床床身铸件精加工工序从经过粗加工的表面上切去较少的加工余量，使工件达到较高的加工精度及表面质量的工序为精加工工序。如工件表面无特别高的要求，精加工常作为最终加工。
1、车床床身铸件精加工工序
从经过粗加工的表面上切去较少的加工余量，使工件达到较高的加工精度及表面质量的工序为精加工工序。如工件表面无特别高的要求，精加工常作为最终加工。
2、车床床身铸件光整加工工序
它是从经过精加工的工件表面上切去很少的加工余量，得到很高的加工精度及很小的表面粗糙度值。研磨、珩磨、超精加工及抛光等方法属于光整加工工序。
3、车床床身铸件粗加工工序
从工件上切去大部分加工余量，使其形状和尺寸接近成品要求的工序为粗加工工序。其加工精度较低，表面粗糙度值较大，一般用于要求不高或非配合表面的最终加工，也作为精加工的预加工。
总结
一个零部件其质量的高低取决于设计、加工等因素，那么机械加工就是不可缺少的一部分，零件从设计好，到拿到工厂加工，要加工出合格的产品，就必须在工艺及夹具上下功夫，工艺编制的合不合理，夹具结构设计的合不合理这些都是很重要的的因素。因此在加工零件之前，要认真的分析，然后编制合理的工艺进行合理的设计，床身作为车床的一个基础构件，其性能直接影响到车床的工作精度，进而影响到加工零件的精度、表面质量等。因此，我们要求床身的刚度，抗震性要高，热变形小等。
参考文献
(1)戈晓岚等.工程材料.东南大学出版社，2010.6
（2）何红媛等.材料成形技术基础，2010.6
（3）王艳辉,伍建国,缪建成;精密车床床身结构参数的优化设计[J];机械设计与研究;2003年06期
（4）林天清;数控车床床身结构动态分析与优化研究[D];昆明理工大学;2009年
（5）金属切削车床设计[M]1 北京:机械工业出版社,1980
（6）应用技术—数控车床斜床身铸造工艺中国铸造装备与技术