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数控机床机械结构的基本要求

2015-4-19 08:42| 编辑:电工学习网| 查看: 3700| 评论: 0

数控机床的机械结构必须具有高精度、高刚度、低惯量、低摩擦、适当的阻尼比等特性,从而使数控机床达到预定的各项性能指标。为此,数控机床的机械结构设计应着重从以下几个方面入手。

1、提高数控机床构件的刚度

机床部件在切削力的作用下将产生变形,数控机床的刚度是机床结构抵抗这些变形的能力。

根据所受载荷力的不同,机床刚度可分为静刚度和动刚度。静刚度是指机床在静载荷作用下抵抗变形的能力,它与机床系统构件的几何参数及材料的弹性模量有关。动刚度是指机床在交变载荷作用下防止振动的能力,它与机械系统构件的阻尼率有关。

1)采用合理的机床结构布局

3)合理选择和布置筋(隔)板

纵向隔板:提高抗弯刚度;横向隔板:提高抗扭刚度;斜向隔板:兼有提高抗弯刚度、抗扭刚度的效果。

4)提高构件的局部刚度

5)采用焊接结构

一般焊接床身的刚度高于铸造床身。

钢板焊接结构能够按刚度要求布置筋板的形式,充分发挥壁板和筋板的承载及抵抗变形的作用。

焊接结构可将基础件做成完全封闭的箱形结构。

2、增强数控机床结构的抗振性

1)减少机床的内部振源

对机床高速旋转主轴、齿轮、皮带轮等进行动平衡;旋转部件要保证不偏心,尽量消除其配合间隙;www.diangon.com消除机床高速往复运动部件的传动间隙,降低其重量;对电机或液压马达等旋转部件安装隔振装置;安装飞轮等措施来减少机床的内部振源。

2)提高静刚度

提高机床构件的静刚度,调整构件或系统的固有频率,以避免共振的发生。

3)提高阻尼比

增大阻尼可提高动刚度和自激振动稳定性。

在机床构件内腔填充混凝土等阻尼材料来提高结构的阻尼特性,抑制振动。对铸造支承件常采用附加减振材料、砂芯不清除等方法来提高阻尼比;对于焊接支承件,也可以通过填充混凝土来提高阻尼比。采用减振焊缝,在机床构件上增贴阻尼层,可以改善阻尼率。

3、减小机床的热变形

1)控制热源和发热量

将电机、液压系统等置于机床本体之外。

为了快速排除切屑,机床的工作台或主轴常常呈倾斜或立式布局,设置自动排屑装置,随时将炽热的切屑排到机床外。

在工作台或导轨上设置隔热防护罩,隔离切屑的热量。

2)加强冷却散热

采用多喷嘴、大流量冷却系统直接喷射切削部位,可迅速地将炽热切屑带走,使热量排出。

采用大容量循环散热或用附加的致冷系统降低温度。

3)改进机床布局和结构设计

4)恒温处理

恒温的精度一般严格控制在±1℃,精密级的为±0.5℃。

在加工某些精密零件时,在不需要切削的时候,仍旧让机床空转,以保持机床的热平衡。

5)采用热变形补偿装置。

4、综合应用箱中箱完全对称结构和双丝杠驱动结构的实例

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