机座的结构设计

设计机座的材料和时效处理
1.机座的材料：机座材料应根据其结构、工艺、成本、生产批量和生产周期等要求正确选择，常用的有
(1)铸铁：容易铸成形状复杂的零件，价格较便宜，铸铁的内摩擦大，有良好的抗振性。其缺点是生产周期长，单件生产成本较高，铸件易产生废品，质量不易控制，铸件的加工余量大，机械加工费用大。
常用的灰口铸铁有两种：HT200适用于外形较简单，单位压力较大的导轨，或弯曲应力较大的床身等；HT150的流动性较好，但机械性能稍差，适用于形状复杂而载荷不大的机座。若灰口铸铁不能满足耐磨性要求，应用耐磨铸铁。
(2)钢：用钢材焊接成机架。钢的弹性模量比铸铁大，焊接机架的壁厚较薄，其重量比同样刚度的机座约轻20%~50%；在单件小批量生产情况下，生产周期较短，所需设备简单；焊接机架的缺点是钢的抗振性能较差，在结构上需采取防振措施；钳工工作量较大；成批生产时成本较高。
2.机座的时效处理 制造机座时，铸造、热处理及机加工等都会产生高温，因各部分冷却速度不同而收缩不均匀，使金属内部产生内应力。如果不进行时效处理，将因内应力的逐渐重新分布而变形，使机座丧失原有的精度。
时效处理就是在精加工之前，使机座充分变形，消除内应力，提高其尺寸的稳定性。常见的方法有自然时效、人工时效和振动时效等几种，其中以人工时效应用最广。
机座的结构设计
1. 机座的典型结构
(1)方形截面机座
结构简单，制造方便，箱体内有较大的空间来安放其它部件；但刚度稍差，宜用于载荷较小的场合。所以机座应选择合适的壁厚、筋板和形状，以保证在重力、惯性力和外力的作用下，有足够的刚度。
(2)圆形截面机座 结构简单、紧凑，易于制造和造型设计，有较好的承载能力。
(3)铸铁板装配式机座
铸铁板装配结构，适用于局部形状复杂的场合。它具有生产周期短、成本低以及简化木模形状和铸造工艺等优点。但刚度较整体箱体机座的差，且加工和装配工作量较大。

2.截面形状的选择
为保证机座的刚度和强度，减轻重量和节约材料，必须根据设备的受力情况，选择经济合理的截面形状。机座虽受力较复杂，但不外是拉、压、弯、扭的作用。当受简单拉、压作用时，变形只和截面积有关，而与截面形状无关，设计时主要是选择合理的尺寸。如果受弯、扭作用时，变形与截面形状有关。
在其它条件相同情况下，抗扭惯性矩Ic越大，扭转变形越小，抗扭刚度越大。表是面积相同的，各种截面形状与惯性矩的比较。

3.连接刚度
为提高结合表面的连接刚度，可采取如下措施：
1）根据受力大小和方向，合理选择紧固螺钉的。直径、数量及其位置。必要时，可使螺钉产生预紧力，来提高连接刚度。
2）提高结合表面的光洁度和形状精度，使结合表面上的接触点增多，从而提高结合面的接触刚度。
3）增加局部刚度来提高连接刚度，在安装螺钉处加厚凸缘；或用壁龛式螺钉孔；或用加强筋等办法增加局部刚度，从而提高连接刚度。

4.结构的工艺性
机座属于箱体类零件，体积大，结构复杂，成本较高。设计时，应使其具有良好的结构工艺性，以便于制造和降低成本。