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青島五重數(shù)控機床的結構設計基本原則
閱讀:444 發(fā)布時間:2015-9-30青島五重數(shù)控針對數(shù)控機床的結構特點,并結合機床結構動態(tài)性能的基本要素,數(shù)控機床結構設計應遵循以下幾點:
1:力封閉環(huán)長度zui短,環(huán)節(jié)zui少原則。
2:機床各階模態(tài)頻率zui高原則。
3:結構重心zui低原則
機床結構重心對其動態(tài)性能影響較大。對單個部件而言,一般都有單一的支撐面。以床身為例,其支撐在地基上,降低重心高度,可有效提高 擺動的模態(tài)頻率。而對整個機床結構而言,部件間相對于支撐面的相對擺動陣型,特別是工件箱與刀具箱之間的相對擺動(音叉陣型),將直接影響切削性能和加工質(zhì)量。因此,在滿足結構靜剛度條件下,盡可能減少上部結構的材料使用量,采用等強度梁,板或筋板厚度變化等結構,使其重心下移。
4:各階頻率均勻分布原則
機械結構是由質(zhì)量和剛度連續(xù)分布的物體組成,為連續(xù)的彈性體,經(jīng)離散化處理可以看成是由質(zhì)量和剛度集中在若干點上的離散元件組成,構成多自由度振動系統(tǒng)。這一系統(tǒng) 具有多種頻率的振動形態(tài),各種振動的固有頻率不同。各階 固有頻率分布盡量均勻,如果兩個頻率相鄰很近,就會使兩個振動疊加,產(chǎn)生較大的振動。
5:傳遞力的框架結構各組成環(huán)節(jié)等剛度
等剛度原則是指機床結構各組成環(huán)節(jié)的動剛度相差不大,各零件的*階固有頻率相當,這樣才能使機床的受力變形均勻分配到每個力組成環(huán)的部件上,避免剛度不均引起的局部結構變形過大,出現(xiàn)剛度薄弱的部件。
6:結構固有頻率下地上高原則
7:結構頻率避免與切削力的激動頻率重合原則
結構當激勵頻率與結構固有頻率相同時,結構動力放大系數(shù)一般要超過1,這將直接影響結構的動態(tài)特性,對結構振動和疲勞產(chǎn)生很大影響。同時使切削產(chǎn)生嚴重震顫與噪聲,甚至損毀零部件。因此,在機床設計階段,應調(diào)整結構使其模態(tài)頻率與加工時切削力的激勵頻率不發(fā)生重合。
8:重心驅(qū)動運動部件原則
重心驅(qū)動是使驅(qū)動力的方向通過被驅(qū)動結構重心。*,在推動物體時,作用力的合力方向如果不通過物體的重心則會產(chǎn)生扭矩作用。
9:修改結構薄弱模態(tài)原則
結構薄弱模態(tài)是指結構的低階模態(tài)中存在相對過大或過小的模態(tài)柔度,且該模態(tài)陣型明顯影響加工性能。應用元結構與變化量動態(tài)設計進行有限元結構分析使該模態(tài)振型的頻率盡量提高,或使其模態(tài)陣型改變,從而提高結構的動剛性,避免切削顫振的產(chǎn)生。
10:主切削力方向與機床結構主剛度方向重合原則
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