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數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求要滿足四個方面
閱讀:6974 發(fā)布時間:2015-10-9
數(shù)控機床功能和設(shè)計與普通機床有著很大差異。對數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求可歸為以下幾點:
(1)具有大的切削功率,高的靜,動態(tài)剛度和良好的抗振性能
(2)具有較高的幾何精度,傳動精度,定位精度和熱穩(wěn)定性。
(3)具有實現(xiàn)輔助操作自動化的結(jié)構(gòu)部件。
有關(guān)提高靜動剛度,抗震性能,熱穩(wěn)定性和幾何精度等方面的要求和結(jié)構(gòu)措施,對普通機床和數(shù)控機床的設(shè)計都是一致的,但是要求的程度有差異。數(shù)控機床結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要要求如下:
一:提高機床的結(jié)構(gòu)剛度
機床的剛度是指在切削力和其他力的作用下,抵抗變形能力。數(shù)控機床比普通機床要求具有更高的靜剛度和動剛度,有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定數(shù)控機床的剛度系數(shù)應(yīng)比普通機床高百分之五十。
機床在切削加工過程中,要承受各種外力的作用,承受的靜態(tài)力有運動部件和被加工零件的自重;承受的動態(tài)力有:切削力,驅(qū)動力,加減速時引起的慣性力,摩擦阻力等。組成機床的結(jié)構(gòu)部件在這些力作用下,將發(fā)生變形 ,這些變形都會直接或間接地引起*和工件之間的相對位移從而導(dǎo)致工件的加工誤差,或者影響機床切削過程的特性。
由于加工狀態(tài)的瞬時多變情況復(fù)雜,通常很難對結(jié)構(gòu)剛度進行的理論計算。設(shè)計者只能對部分構(gòu)件進行計算其剛度,盡管如此,遵循下列原則和措施,仍可以合理地提高機床 結(jié)構(gòu)剛度
1:合理選擇構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式 (1)正確選擇截面的形狀和尺寸 (2)合理選擇及布置隔板和筋條 (3)提高構(gòu)件的局部剛度 (4)選用焊接結(jié)構(gòu)的件。
2:合理地結(jié)構(gòu)布局可以提高剛度 數(shù)控機床的托板或工作臺,由于結(jié)構(gòu)尺寸的限制,厚度尺寸不宜設(shè)計的太大,但是寬度或跨度又不能設(shè)計減小,因而剛度不足,為彌補這個缺陷,除了主導(dǎo)軌外,在懸伸部增設(shè)輔助導(dǎo)軌,可大大提高托板或工作臺的剛度。
3:采取補償構(gòu)件變形的結(jié)構(gòu)措施 當(dāng)能夠測出著力點的相對變形的大小和方向,或者預(yù)知構(gòu)件的變形規(guī)律時,便可采取相應(yīng)的措施來補償變形以消除影響,補償?shù)慕Y(jié)果相當(dāng)于提高了機床的剛度。
二:提高機床的抗振性
1:強迫振動 機床強迫振動的振源是:高速旋轉(zhuǎn)零部件的動態(tài)不平衡力,往復(fù)運動件的換向沖擊力,周期變化的切削力等。機床外部的振源通過機床的地基傳給機床,也可使其產(chǎn)生強迫振動。
2;自激振動 機床的自激振動可根據(jù)穩(wěn)定性極限切削寬度理論來指導(dǎo)機床改進設(shè)計。決定機床動態(tài)特性的基本要素是機床動柔度的zui大負(fù)實部,模態(tài)柔度,能量分布以及阻尼分配。
3:提高抗振性的措施: (1) 提高機床的內(nèi)部震源 (2)提高靜態(tài)剛度 (3)增加構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的阻尼
三:提高低速進給運動的平穩(wěn)性和運動精度
數(shù)控機床各坐標(biāo)軸進給運動的精度*地影響著零件的加工精度,在開環(huán)進給系統(tǒng)中運動精度取決于系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié),特別是機械傳動部件的精度;在閉環(huán) 和半閉環(huán)進給系統(tǒng)中,位置檢測裝置的分辯力和分辨精度有決定性影響,但是機械傳動部件的特性對運動精度也有一定影響。
四:減小機床的熱變形
1:減小機床內(nèi)部熱源和發(fā)熱能量
2:改善散熱和隔熱條件
3:合理設(shè)計機床的結(jié)構(gòu)和布局
4:進行熱變形補償