淺談機床焊接結構的設計

鐘杰

摘 要：我國改革開放以來，在黨和國家政策的號召下，成千上萬的民營工廠不斷創辦起來，正是這些民營工廠的興辦，使得我國國民經濟在短時間內得到飛速發展。工廠的生產離不開機床，也正是這些數以萬計的機床拉動了國民經濟，因此我國有“在機床上的國家”一稱。

關鍵詞：機床;焊接結構;設計

引言

工廠中被用來生產和制造零部件或成品的機器被稱為生產母機，簡稱機床。由于跟零部件的生產或制造有關，所以機床的種類繁多，主要有木工機床、鍛壓機床以及新出現的數控機床等。盡管機床的種類有很多，但所有機床都是由一塊一塊零部件相互焊接后制造出來的。因此機床的制造對焊接水平的要求極高，并且合理的焊接結構才能保證制造出的產品質量合格。機床的大致組成部件有支撐其他零件重量和壓力的承重部件，如機床的床身和立柱便是承重部件;改變主機運行速度的調速部件;用于輸送和輸出制造零件和成品零件的進給部件;以及操縱系統和冷卻系統。下面文章將結合機床的主要結構部件，討論一下機床焊接結構的設計。

1.減輕機床重量增加靈活性

現階段機床大都是一體焊接式，這就在極大程度上限制了機床靈活性，除了特殊情況外需要挪動機床，一般來講自機床生產安裝后一直到損壞，機床至始至終都會在一個位置。因此要保持機床靈活性就要減輕機床重量，在造型設計上盡量在保證實用性基礎上縮小機床的規模，可使各部件疊加化以減少占地面積，在材料使用上靈活運用，不一定每個部件都需要鋼板來制作，一些邊角甚至是無關緊要的的部位可采用可拆卸輕鋼來安裝，保證機床的靈活性、可移動性。在重要的結構部件可采用加強肋，定型框來焊接，既保證質量還提高靈活性。在設置操縱桿時可以集中設置到一個單元中，避免操作桿過多造成使用的復雜性。

2.機床結構的焊縫

機床由于是各個零部件組成后焊接到一起的，所以在焊接時往往會留下許多焊縫痕跡，這也是機床在長時間使用后易發生故障的一個因素。因此在制造機床的時候應適當減少焊縫工作。想要減少焊縫前期設計時就要合理布局，一些零件還可以通過使用集成板或成型版拼裝省去焊接步驟，如此以來減少焊接工作后焊接痕跡也大大減少。這不僅減少機器發生故障的概率，還很大程度上使機床更加美觀、一體化。

3.機床焊接結構設計所需注意事項

機床的承重部件是整個機床中剛度最高的部件，由于其作用是承受來自整個機床其他部件的重量和壓力，因此其剛度比正常部件高幾倍到幾十倍不等。為了使承重部件的整個部件剛度統一均勻，并在成型后盡量保證部件和機床平整，要在設計和焊接機床時注意以下問題：

3.1設計部件重量均勻

為了使機床承重部件的承重和抗壓均勻，在設計機床時要考慮除承重部件以外其他部件的重量和工作中形成的壓力，要避免質量較大的部件都集中在一個區域或者產生大壓力的部件組合在一起，這會導致機床使用時承重部件磨損過大以至于發生故障

3.2部件密閉與開放式設計

一些機床在工作時需要空氣通透性對機床進行冷卻處理，因此在設計時需要對相應部位進行開放式處理，但又為了防止灰塵雜物吸入，所以開放式設計并不是要經機床內部零件完全暴露在空中，而是在焊接設計時，對焊接斷面進行打孔，打孔直徑要控制在五毫米內，在此可以選擇水槍打孔。而在一些需要提高剛度的部位需要進行密閉處理，來保障零件的安全運行，但在焊接時由于焊接部位相對脆弱會影響剛度，因此可以用焊接曲面來將一條焊接痕分成兩條，從而使所受壓力也被分散開，防止集中于一個部位造成斷面。

3.3各部件的焊接要點

在將各部件與外鋼板焊接相互焊接時，要采取提高高度或加贈鋼板的方式，對焊接部位進行加固，防止在運行中，由于共振或者壓力過大發生表層斷面，或者各部件脫離導致機床報廢。并且加固鋼板時要在鋼板內側加固，因為機器共振往往是從機床內向外擴散，因此在內側加裝鋼板可以有效地緩解共振帶來的大頻率振輻。

4.機床結構的焊接設計

機床的主要結構有承重結構、調速部件、進給部件、操縱系統和冷卻系統。在設計機床時要從最基礎的部件開始制造，就如在建造樓房時從打地基開始施工。機床最基礎的部件就是承重結構，這也是機床最為重要的部件，因為整個機床將在承重部件之上建造。在制造承重部件時應該直接選用一體式部件，避免焊接后由于焊接點剛度低而造成的焊接面斷面。并且適當在承重部件上加裝承重柱來分散重力和壓力。在制造好承重部件后應由內而外地焊接機床，這種焊接方式可防止在焊接內部結構時由于其他部件的遮擋而無法焊接。可以從進給部件和制造系統開始焊接，先將制造系統和操作系統相連，確保操縱桿可以完全控制制造系統工作后再進行焊接，然后再將進給部件焊接上去。為了提高機床工作效率，可以將一個進給系統對準兩個制造系統，實現一機兩用，再統一使用出件口生產出產品，而為了方便維修可以將兩個制造系統并聯，在使用同一個主干路時遇到突發故障互不影響工作。最后焊接的則是冷凝系統和調速系統，冷卻系統加裝在整個制造系統上，及時為制造系統冷卻，并可以在一個系統冷卻時另一系統正常工作。最后將整個制造流程中使用的系統與承重系統相焊接，在焊接時務必保證焊接牢固，對準孔位，謹防出現人工失誤，機床在使用時出現斷面情況。一些開放式部件可以使用焊接阻攔網，來保證在通氣狀態下，防止灰塵雜物的卷入。

結束語

國內機床制造廠商現階段對效仿國外制造機床的技術已經相對成熟，但是在設計焊接結構時仍處于發展階段，一些遇到的新問題只有在實際操作中才可以發現，從而進行總結得出自己的經驗，并再應用到結構焊接設計中。機床廠商設計制造的進步便是得益于這些點點滴滴的問題。相信我國機床制造行業的發展將不斷前進，各方面技術也將得到完善和優化。

參考文獻

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[2]鄧坤，苑明海，俞紅焱，董蓉.螺旋葉片自動焊接機床的設計與分析[J].機械設計與制造工程，2016，4507：62-64.

（作者單位：成都理工大學）