床身是機床的關(guān)鍵零件，其制造精度直接影響著(zhù)機床在x軸方向的直線(xiàn)度，生產(chǎn)中如何保證它的加工精度達到設計要求，是工藝設計時(shí)首要考慮的要素。由于超長(cháng)床身都為多段設計，好的超長(cháng)床身制造工藝除了要保證加工精度外，還要考慮精度的穩定性以及加工完拆卸后到裝配現場(chǎng)重新拼接時(shí)良好的精度還原性。要設計超長(cháng)床身的制造工藝，首先要對超長(cháng)床身的特點(diǎn)、結構及精度要求進(jìn)行必要的分析。
1重型機床超長(cháng)床身的結構特點(diǎn)及精度要求
床身是機床精度要求很高的帶有導軌(山型導軌和平導軌)的一個(gè)大型基礎部件，用于支撐和連接機床的各個(gè)部件，并保證各部件在運動(dòng)時(shí)有準確的相對位置。床身是機床的基礎零件，既是其它零件的安裝基礎，又是機床運動(dòng)的幾何基準，其加工精度對機床整機的性能起著(zhù)決定性影響。重型機床的切削深度很大，因此產(chǎn)生的切削力也很大，機床空運載時(shí)運動(dòng)速度也較高，大的切削力一般作用在床身上使床身受力較大，且較高的運動(dòng)速度還會(huì )產(chǎn)生很大的附加慣性力作用在床身上，因此重型機床的床身需要有足夠的剛度，同時(shí)為保證機床高速、高精的質(zhì)量要求，重型機床的床身還必須具有較高的制造精度和穩定性。
1.1重型機床超長(cháng)床身的特點(diǎn)
重型機床的超長(cháng)床身一般總長(cháng)度在20m以上，從鑄造、加工、起吊、運輸等各方面因素來(lái)考慮，往往采用的是分段加工、裝配拼接的結構方式。重型機床床身具有以下特點(diǎn)：
1)靜剛度要高。在承受較大載荷時(shí)的變形不能超過(guò)規定值，在大件本體移動(dòng)或其它部件在其上運動(dòng)時(shí)靜剛度的變化要在允差范圍內；
2)動(dòng)剛度要好。在預定的切削條件下工作時(shí)，其振動(dòng)和噪聲都要在允許的范圍內；
3)導軌的受力合理，耐磨性良好。由于重型機床的運動(dòng)部件及工件重量均很大，在高壓強工作下對床身導軌的耐磨性提出了很高的要求；
4)結構和總重量要滿(mǎn)足技術(shù)和經(jīng)濟的要求，并能低成本和高效率的制造和安裝；
5)溫度分布合理。工作時(shí)的熱變形對加工精度的影響要??；
6)精度穩定性好。作為機床的關(guān)鍵零件，其精度對整機精度影響極大，變形一般不易發(fā)現，且難以恢復，因此保持精度的穩定性對床身來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。
由于床身的上述技術(shù)要求，因此在重型機床超長(cháng)床身的材料上選用細膩的灰口鑄鐵HT200-HT300，抗拉抗彎強度更高，且具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：
1)工藝性能好。由于灰口鑄鐵含碳量高，接近于共晶成分，故熔點(diǎn)比較低，流動(dòng)性良好、收縮率小，因此適宜于鑄造結構復雜或薄壁床身鑄件。另外，由于石墨使切削加工時(shí)易于形成斷屑，所以灰口鑄鐵的可切削加工性?xún)?yōu)于鋼；
2)床身鑄件耐磨性與消震好。由于鑄鐵中石墨有利于潤滑及貯油，所以耐磨性好。同樣由于石墨的存在，灰口鑄鐵的消震性?xún)?yōu)于鋼；
3)實(shí)型鑄造生產(chǎn)中采用聚苯乙烯泡塑模樣，當金屬液澆入鑄型時(shí)，泡沫塑料模樣在高溫下迅速氣化，金屬液取代原來(lái)泡沫塑料所占的位置，冷卻凝固成與模樣形狀相同的實(shí)型鑄件。這種方法不但省去了昂貴的木材模型費用，而且便于操作，縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率，具有尺寸精度高、加工余量小、表面質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。
在床身的結構上，為了提高剛度及承載能力，重型機床床身主要采取框架式結構，而機床導軌也采取了承載能力較強的矩形導軌。由于機床床身內部筋板的結構和布局方式直接影響著(zhù)床身的動(dòng)靜態(tài)性能，因此在結構設計時(shí)需要作好床身的動(dòng)靜態(tài)剛性分析。
1.3重型機床超長(cháng)床身的精度要求
重型機床床身的主要精度在正導軌的直線(xiàn)度以及其余各導軌與正導軌的平行度、垂直度。此外，為了保證拼合后的加工精度以及拆卸后再拼合的裝配精度，對單段床身的結合端面及端面上的定位鍵槽也有較高的要求。
2超長(cháng)床身制造工藝的設計原則
本文針對超長(cháng)床身的結構特點(diǎn)和精度要求，結合武重集團加工設備的實(shí)際情況，為提高超長(cháng)床身的加工質(zhì)量和效率，擬定以下工藝設計原則：
1)滿(mǎn)足重型機床超長(cháng)床身高質(zhì)量、高精度的設計要求；
2)合理的安排熱處理工序，盡量消除零件在鑄造和加工中產(chǎn)生的內應力，減小對加工精度的影響，保證超長(cháng)床身制造精度的穩定性；
3)超長(cháng)床身的粗加工為單段加工，安排在剛性好的加工設備上，以去除余量為主，提高生產(chǎn)效率；半精加工仍為單段加工，主要是修正粗加工的偏差，并將結合面加工到位，為精加工打好基礎；精加工安排在XKD2755上臨床拼合后一次裝卡下加工，在保證加工質(zhì)量的前提下提高生產(chǎn)效率；
4)精加工中合理選擇裝卡方式、加工刀具、檢測方法，減小變形，保證超長(cháng)床身較終的加工精度。
3超長(cháng)床身的制造工藝
超長(cháng)床身的制造工藝主要包括鑄造、熱加工和冷加工，鑄造是零件毛坯的成型，熱加工主要是指熱處理，冷加工主要包括加工設備選型、零件的裝卡、刀具工裝的選用以及加工方法等，超長(cháng)床身在大規格數控龍門(mén)銑床上加工的新工藝，精加工設備選型選用的是大規格數控龍門(mén)銑床XKD2755，其加工工藝路線(xiàn)設計如下：鑄造一時(shí)效處理一劃線(xiàn)一粗銑一時(shí)效處理一劃線(xiàn)一半精銑一鉗工拼裝一精銑一檢驗入庫。
重型機床超長(cháng)床身鑄件的材質(zhì)一般為HT250，壁厚在40~60mm，重量在10~50t，屬于大厚壁鑄件。床身類(lèi)鑄件較大的特點(diǎn)是導軌都比較厚，一般在60~100mm，很容易產(chǎn)生鑄造組織缺陷，特別是十幾米長(cháng)的床身導軌要保證沒(méi)有任何氣孔、砂眼等缺陷是非常困難的，而且導軌都比較長(cháng)，從幾米到十幾米，極容易產(chǎn)生彎曲變形。根據重型機床的特點(diǎn)，床身鑄件大多都是單件小批量的生產(chǎn)，沒(méi)有通用的砂箱工裝，投資很大，特別是數控機床的床身，由于結構形狀比較復雜，在模樣制作、砂芯緊固等造型操作方面都存在較大難度，其材質(zhì)還要具有良好的精度穩定性、抗壓強度和減震性，此外還要有良好的鑄造性能和切削性能，其硬度要求。
