机架设计概论
何谓机架？
•在机器（或仪器）中支承或容纳零、部件的零件称之为机架。

•机架是底座、机体、床身、立柱、壳体、箱体、以及基础平台等零件的统称。

机架设计一般要求
•一.机架设计准则
•机架的设计主要应保证刚度、强度及稳定性．
•１．刚度
•评定大多数机架工作能力的主要准则是刚度。

在机床中刚度决定着机床生产效率和产品精度；在齿轮减速器中，箱体的刚度决定了齿轮的啮合情况和它的工作性能；薄板轧机的机架刚度直接影响钢板的质量和精度。

•３．稳定性
•机架受压结构及受压弯结构都存在失稳问题。

有些构件制成薄壁腹式也存在局部失稳。

稳定性是保证机架正常工作的基本条件。

必须加以校核。

•４．对于机床、仪器等精密机械还应考虑热变形。

•热变形将直接影响机架原有精度，从而使产品精度下降。

•二 .机架设计的一般要求
•1.在满足强度和刚度的前提下，机架的重量应要求轻、成本低。

•2.抗振性好。

•3 .噪声小。

•4.温度场分布合理，热变形对精度的影响小。

•5.结构设计合理，工艺性良好，便于铸造、焊接和机械加工。

•6.结构便于安装、调整及修理。

•7.导轨面受力合理、耐磨性良好。

•8.造型好。

•三.设计步骤
• 1.初步确定机架的形状和尺寸
• 2.常规计算
•利用材料力学、弹性力学等固体力学理论和计算公式，对机架进行强度、刚度和稳定性等方面的校核。

• 3.有限元静动态分析、模型试验（或实物试验）和优化设计。

• 4.制造工艺性和经济性分析。

机架的常用材料
•材料的选用，主要是根据机架的使用要求。

多数机架形状较复杂，故一般采用铸造。

由于铸铁的铸造性能好、价廉和吸振能力强，所以应用最广。

焊接机架具有制造周期短、重量轻和成本低等优点，故在机器制造业中，焊接机架日益增多。

•一.铸造机架常用材料
• 1.铸铁
•铸铁流动性好，体收缩和线收缩小，容易获得形状复杂的铸件。

铸铁的内摩擦大、阻尼作用强，故动态刚性好。

另外还有切削性能好、价格便宜和易于大量生产等优点。

铸铁主要有灰铸铁、球墨铸铁。

• 2.铸造碳钢
•铸钢的弹性模量大，强度也比铸铁高，故用于受力较大的机架。

由于钢水流动性差，在铸型中凝固冷却时体收缩和线收缩都较大，故不宜设计复杂形状的铸件。

• 3.铸造铝合金
•铝合金密度小、重量轻，通过热处理强化，具有足够高的强度、较好的塑性，良好的韧性。

机架的热处理
•一.铸钢机架的热处理
•铸钢件一般都要经过热处理。

热处理的目
的是为了消除铸造内应力和改善力学性能。

铸钢机架的热处理方法一般有正火加回
火，退火、高温扩散退火和焊补后回火等。

•二.铸铁机架时效处理
•时效处理的目的是在不降低铸铁力学性能的前提下，使铸铁的内应力和机加工切削应力得到消除或稳定，以减少长期使用中的变形，保证几何精度。

•三.焊接机架的退火。