机体零件概述

5.5　机体零件概述

5.5.1　机体零件的种类与结构

机体是机器的基础部件。机器上许多零部件都是装在机体上的，有的部件还在机体的导轨上运动。因此，机体是整台机器装配和调整的基准件，机器各部件的相互位置精度及一些部件的运动精度，都和机体本身的精度有直接的关系。

图5.17为几种机体的结构形式。各种机体零件由于功用不同，其结构和形状差别较大，但在结构上仍有一些共同特点。例如：轮廓尺寸较大，重量较重；结构形状较复杂，刚性较差；主要加工表面为一些固定联接各零部件的平面和作为某些部件运动基准的导轨面等。

图5.17　机体的结构形式

（a）外圆磨床床身　（b）牛头刨床床身　（c）卧式镗床立柱　（d）摇臂钻床摇臂

5.5.2　机体零件的主要技术要求

根据机体零件上各种表面的不同用途，提出不同的尺寸与形状精度要求以及表面粗糙度要求；根据有关部件相互位置精度的要求，对机体零件上的有关表面提出相应的相互位置精度要求；为了便于制造、增强刚性和减少振动，应合理地选用材料和结构；为了使机体零件长期保持稳定性，减少变形和延长使用寿命，应进行必要的时效处理和表面淬火处理。

对于机体零件上的固定联接平面、导轨面的主要技术要求如下：

（1）固定联接平面

机体上的固定联接平面是确定机体上各零部件相对位置的重要表面。为了保证机体和所联接零部件结合面的紧密贴合，具有一定的接触刚度，对于一些重要联接平面的平面度，应规定较高的要求。各表面间的相互位置精度，主要取决于机器各部件间的位置精度，以及保证这些要求所采用的装配方法。

（2）导轨面

导轨面是机体上一些部件相对运动的导向表面。为了保证机器各部件间相对运动的要求，导轨面需规定必要的形状精度和位置精度。导轨精度一般包括导轨在垂直平面内的直线度，导轨在水平平面内的直线度和导轨间的平行度。导轨面的表面粗糙度Ra值一般应小于1.6μm，以保证部件的正常运动和必要的耐磨要求。

为了提高机体上导轨的耐磨性，能较长时间保持导轨的精度，愈来愈多的机器对导轨进行表面淬硬的热处理。

5.5.3　机体零件的材料与毛坯

1）材料

（1）铸铁

牌号为HT200的灰铸铁是机体最常用的材料。其优点是容易制造形状复杂的机体，成本较低，抗振性及切削性能均好。例如：车床、铣床、刨床、磨床、镗床的床身和柴油机的气缸体大多采用这种材料制造。

为了使机床导轨经淬火后得到较高的硬度，对铸铁导轨的基体组织和化学成分提出了更高的要求。例如：CA6140型卧式车床的床身，目前已采用牌号为HT300的优质灰铸铁。

磷铜钛耐磨铸铁和高磷耐磨铸铁的耐磨性分别比一般灰铸铁高1～2倍。已用来制造高精度机床（如MG1432A型高精度万能外圆磨床）的床身。

（2）钢板

用钢板焊接而成的机体，不需制造木模，制造周期短，重量轻，但焊接时产生的热变形不易控制，抗振性较铸铁差。这种方法常用于单件生产（如专用机床）。

2）导轨的耐磨性

为了提高机体导轨的耐磨性，有些导轨采用下列结构：

（1）镶钢导轨

将淬硬钢制成的导轨，固定在机体上所构成的镶钢导轨，它的耐磨性比铸铁导轨高5～10倍，且传动轻便灵活，但由于制造工艺较复杂、成本高，故应用尚不普遍。

（2）塑料导轨

将尼龙、聚四氟乙烯或酚醛类夹布塑料薄板，用螺钉紧固或粘结在工作台导轨表面上，而床身导轨仍用铸铁制造，即构成塑料－铸铁摩擦副。塑料板厚度对中型机床为2～4 mm，重型机床为5～10mm。塑料导轨工作面仍须与床身导轨面经刮研相配，以达到必须具有的接触精度。

塑料导轨除采用塑料薄板外，还可采用环氧树脂耐磨涂料，这种涂料是以环氧树脂为基体，加入二硫化钼和胶体石墨。环氧树脂具有很强的粘结力，二硫化钼和石墨是固体润滑剂，可以使涂料具有较低的摩擦系数和较高的耐磨性，它已被应用于重型龙门铣床静压导轨副的工作台导轨上，也可用于一般大型机床（如龙门刨床、龙门铣床）导轨的维修，可以起到减少导轨副的磨损和避免工作台爬行的良好效果。

塑料涂层通常是将塑料涂在工作台导轨上。而对于和工作台导轨相配合的床身导轨则不加涂层，并且需经精确加工使表面粗糙度值小于Ra 1.6μm，从而组成了塑料－金属摩擦副。

5.5.4　机体零件的平面加工路线

机体零件的主要加工表面是联接面和导轨面。对联接面和导轨面的加工，可根据批量大小和工厂设备状况，分别采用刨削、铣削、磨削和刮研等加工方法。例如大型龙门刨床床身导轨面的加工，一般均在龙门刨床上采用粗刨、半精刨和宽刃刀精刨的方法进行；对于外圆磨床床身的精加工，当批量较少且要求较高时，采用刮研的方法；当批量较大时，常采用宽成形砂轮将各导轨面同时磨出。为了将机体零件的平面加工到所要求的精度和表面粗糙度，可以参考表5.5所示的加工路线。

表5.5　平面的加工路线