1.機床支承件結構特征

　　1.1車床整機結構

　　組成臥式車床五大支承件分別為： 主軸箱、尾座、滑板、床鞍以及床身。起到主軸部件的支承作用由主軸箱完成;以螺栓來固緊刀塔與滑板，連接方式采用滑動導軌副與床鞍進行連接。另外滑板和床鞍則采用伺服電機驅動，來完成機床X軸方向和Z軸方向的進給運動。而立式車床的構成則是由床身、橫滑板、立柱、滑架和工作臺這五部分構成。

　　圖1.1 臥式數控車床以及其支承件

　　1.2支承件結構的類型以及特征

　　(1)支承件結構的類型

　　根據總體幾何尺寸，機床的支承件可以分成三類，梁類、板類和箱體類。各種支承件的組合結構均為空間的系或梁板組合結構

　　(2)支承件結構的特征

　　設計支承件結構的目的，主要是為了實現承件的剛度要求，使機床的工藝系統剛度還有機床的加工精度得到滿足。筋板結構、截面形狀以及結合面部位結構構成了支承件結構的主要特征。

　　1)筋板結構特征

　　為了提高支承件的剛度，對筋板進行靜、動設置。主要有主筋板和局部筋板這兩類。

　　2)截面形狀特征

　　支承件的剛度與截面面積大小和截面形狀有關。當截面面積相同時，不同的截面形狀的結構特性也不同。

　　3)結合面部位結構特征

　　支承件結合面部位的結構主要是由螺栓和導軌這兩大類連接部位結構組成。

　　螺栓連接面的剛度由螺栓連接部位結構形式決定。

　　支承件的局部剛度由支承件主體和導軌連接部位的結構形式決定。

　　1.3支承件性能評價標準

　　可將機床支承件的結構設計以及其優化結果看做一系列指標，比如質量和剛度，其中剛度包括靜剛度和動剛度。在載荷與約束邊界條件下的函數。從而得到支承件結構設計評價標準和優化的性能評價標準如下文所示：

　　(1)靜剛度

　　靜剛度的定義為支承件在靜載荷下所承受變形的能力。在切削載荷下水平方向和豎直方向的彎曲剛度以及縱軸方向的扭轉剛度，在具體實際操作中可以通過支承件結合面部位(點、線或面)的位移大小來衡量靜剛度的大小。

　　(2)剛質比

　　剛質比的定義為剛度與質量的比值，代表了材料對剛度的貢獻率。支承件剛質比高則是以較少的材料得到較大的剛度。在確保性能的前提下，剛質高，說明支承件輕量化效果好。

　　(3)固有頻率

　　為了防止發生共振現象的產生，機床支承件和整機的固有頻率應該盡可能的避開機床的激振頻率。將固有頻率降低于激振頻率下限，或者將固有頻率提高，使之高于激振頻率上限。

　　(4)質量

　　原材料的消耗和成本由支承件質量的大小影響，所以質量可看成是支承件設計的成本指示器。

　　2.臥式車床支承件載荷與約束分析

　　2.1工況分析

　　工況可根據工件類型進行劃分，主要包括成盤類零件的切削加工，以及軸類零件的切削加工;也可根據刀具在工作空間z向所處位置進行劃分，主要包括左、中、右;還可以根據刀具在工作空間X向的位置進行劃分，主要包括前、中、后。

　　圖2.1 斜床身車床工作空間示意圖(虛線區域)

　　2.2載荷分析

　　切削力、重力和支承件相對運動時產生的摩擦力會直接或間接影響工作狀態的機床的工藝系統剛度，從而干擾機床的加工精度。他們經由支承件結合面傳遞、分配到每個支承件。

　　切削力求解本文使用功率法求解切削力，其求解公式為：

　　結合面集中載荷求解：在滑板部件受到的作用力可代表為自身的重力、切削力、絲杠牽引力以及床鞍導軌對其支持力。

　　2.3約束分析

　　支承件的約束由支承件結合面組成。支承件結合面的連接形式決定了支承件的約束形式。