數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)要求-文庫(kù)吧
2025-06-02 07:13 本頁(yè)面
【正文】 截面為封閉箱形結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)剛度很高。為了加強(qiáng)導(dǎo)軌連接的局部剛度，采用兩條成 Y 形的斜筋支撐導(dǎo)軌。:?.s$N%T+L L @9F0 T l9} z` n0中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng) I39。Y ?%n t*o T中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng)1q |.i ]*y C8j 圖54 三井精機(jī)HS 6A 型加工中心的床身結(jié)構(gòu)] G L s X O8f,] P0@0 中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng) J k$E zR P f 2 ．采用合理的結(jié)構(gòu)布局，改善機(jī)床的受力狀態(tài)，提高機(jī)床的靜剛度G D @ y C,Q N0q0 @ {+x6P U9{0在切削力、自重等外力相同的情況下，如果能改善機(jī)床的受力狀態(tài)，減小變形，則能達(dá)到提高剛度的目的。以機(jī)床主軸為例，在其他條件不變的情況下，縮短主軸前端的懸伸長(zhǎng)度，可以減小主軸承受的彎矩，從而減小主軸前端的撓度，提高主軸的剛度。x4?N Q j0 中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng)/X,w39。^,C e i i K 采用合理的機(jī)床結(jié)構(gòu)布局，可以顯著地改善機(jī)床的受力狀況，提高機(jī)床的剛度。中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng) t U,YE m7f)p w Oyamp。y v F r R F v0圖55 所示為傳統(tǒng)的車床床身布局 ( 見圖55(a)) 與數(shù)控車床床身布局 ( 見圖55(b)) 的受力狀況的分析比較。c bamp。N4m$E s Q0 g(i6H _ ` O M Pl K0%b G/V0A。F W I9F,i0 | u。E q9j*M I0圖55 車床床身布局1Y R y k M39。G0 中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng) H N8e*j$\ K \ 設(shè)床身截面積和慣性矩及其所受切削力 P 相等，對(duì)傳統(tǒng)車床，床身水平布局，床身所受扭矩為 ：中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng))B9r v(b:M d中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng)*Z,E N!l(zamp。H (51)]c/K y ` H X0 中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng),l | G { I$qQ 對(duì)數(shù)控車床，床身傾斜布局，設(shè)傾角為 β ，床身所受扭矩為 ： (52)。T LIamp。t M z \ F+f0 C6p B0y G0比較式 (51) 和式 (52) 可看出，采用傾斜布局的數(shù)控車床床身所承受的扭矩要比采用水平布局的傳統(tǒng)車床床身的要小，因而機(jī)床的剛度得到了提高。中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng)8q9z t)D n O,Jamp。VD(? L中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng)4|j/M4l9E {m 圖56 所示為傳統(tǒng)的臥式鏜銑床的結(jié)構(gòu)布局和臥式加工中心 ( 臥式自動(dòng)換刀數(shù)控鏜銑床 ) 的結(jié)構(gòu)布局的比較。2{4b `,o+l c e0 中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng)*e g N4W _ m g 傳統(tǒng)的臥式鏜銑床由于主軸箱單面懸掛在立柱側(cè)面，主軸箱自重將使立柱承受彎矩 ，切削力將使立柱承受扭矩 ，而加工中心的布局使主軸箱的主軸中心位于立柱的對(duì)稱面內(nèi)，立柱則不再承受由主軸箱自重產(chǎn)生的彎矩和由切削力產(chǎn)生的扭矩，從而改善了立柱的受力狀況，減小了立柱的彎曲、扭轉(zhuǎn)變形，提高了剛度 。H)r ` _ },c o A0 }$} M K0Zk)K E b39。u0中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng)!v r a/~39。I MC*^ I _5j c [0圖56 臥式鏜銑床與臥式加工中心的結(jié)構(gòu)布局比較9o cvamp。]x$T9[.F0 中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng) i A R Yk4} 3 ．補(bǔ)償有關(guān)零、部件的靜力變形8[ [%k*X ] ] L7F ] M0 5w r \ y(_c s3d W f0在外力的作用下，機(jī)床的變形是不可避免的，如果能采取措施使變形對(duì)加工精度的影響減小，其結(jié)果相當(dāng)于提高了機(jī)床的剛度。依照這一思路，產(chǎn)生了許多補(bǔ)償有關(guān)零、部件的靜力變形的方法，這種方法普遍用于補(bǔ)償因自重而引起的靜力變形。中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng)([ B$V E q中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng) _ ] I/x Q W6p P @ 如圖57 所示的大型龍門銑床，當(dāng)主軸部件移到橫梁中部時(shí)，橫梁的彎曲變形 ( 下凹 ) 最大。為此可將橫梁導(dǎo)軌加工成中部凸起的拋物線形，或者通過在橫梁內(nèi)部安裝輔助梁和預(yù)校正螺釘將主導(dǎo)軌預(yù)調(diào)校正為中凸拋物線形，這樣可以補(bǔ)償主軸箱移動(dòng)到橫梁中部時(shí)引起的彎曲變形 ( 圖57(a)) 。中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng) \]2_*z8Y {中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng) H$c @ `1~$o g f 為補(bǔ)償主軸箱自重的影響，也可以用加平衡重塊或其他平衡力的方法，抵消部分直接作用于橫梁上的自重，從而減小橫梁因主軸箱自重引起的彎曲變形 ( 圖57(b)) 。中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng) B q a e1z中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng) J Q c y!O8r s2A t!O 4 ．提高機(jī)床各部件的接觸剛度中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng) S1? _9|%~ y z%V z j Iamp。]中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng)e*Jp n a `8w1T 在機(jī)床各部件的固定連接面和運(yùn)動(dòng)副的結(jié)合面之間，總會(huì)存在宏觀和微觀不平，兩個(gè)面之間真正接觸的只是一些高點(diǎn)，實(shí)際接觸面積小于兩接觸表面的面積 ( 名義接觸面積 ) ，因此，在承載時(shí)，作用于這些接觸點(diǎn)的壓強(qiáng)要比平均壓強(qiáng)大得多，從而產(chǎn)生接觸變形。平均壓強(qiáng) p 與變形 δ 之比稱為接觸剛度 ，即^ ~ G ` ^%O x0 中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng)1OY s W m J U \ (53)中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng) J。d C:X39。A:?1E ` Q h y中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng) ^+K7O4I,G 由于機(jī)床總有為數(shù)較多的靜、動(dòng)連接面，如果不注意提高接觸剛度，各連接面的接觸變形就會(huì)大大降低機(jī)床的整體剛度，對(duì)加工精度產(chǎn)生非常不利的影響。中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng) \中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng)3X L,_%g+_] x8y k(z 1J q8c)s l M*{ L ^8[ [0 ~o v9oi1]!_0圖57 \2K39。j(B x$E I中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng)39。KK uamp。M G$WG 影響接觸剛度的根本因素是實(shí)際接觸面積的大小，任何增大實(shí)際接觸面積的方法都能有效地提高接觸剛度。如機(jī)床的導(dǎo)軌常采用人工鏟刮工藝作為最終的精加工工序，通過刮 研 ，可以增加單位面積上的接觸點(diǎn)，并使接觸點(diǎn)分布均勻，從而增加 導(dǎo)軌副結(jié)合面的實(shí)際接觸面積，提高接觸剛度。又如采用滾動(dòng)軸承作為支承的主軸部件，都要設(shè)計(jì)預(yù) 緊結(jié)構(gòu)調(diào)整軸承間隙，使軸承在有預(yù)加載荷的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，以提高主軸的支承剛度。預(yù)加載荷增大了實(shí)際接觸點(diǎn)的面積，從而達(dá)到提高接觸剛度的目的。采用螺紋緊固的固定連接面，合理布置一定數(shù)量的螺栓，并對(duì)螺栓的擰緊力矩提出嚴(yán)格要求以保證適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力，也是為提高接觸剛度而常采用的措施。R P K P!h0 @8c。L Z1X b05 ．采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)b~8S M n n Y+AR0 中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng) f z|*@2} a 長(zhǎng)期以來，機(jī)床基礎(chǔ)件主要采用鑄鐵件。近年來，以鋼板焊接結(jié)構(gòu)代替鑄鐵件的趨勢(shì)不斷擴(kuò)大，從開始在單件和小批量的重型和超重型機(jī)床上的應(yīng)用，逐步發(fā)展到有一定批量的中型機(jī)床。中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng) O z V:a*^5Z2z _ v v,h P9\$E ` L%r1\4Y0表 53 列出了 StarTurn1200 型數(shù)控車床焊接床身和鑄造床身的剛度的對(duì)比結(jié)果。從結(jié)果看，焊接床身的剛度高于鑄造床身。這是因?yàn)閮煞N床身的筋板布置不同，鋼板焊接結(jié)構(gòu)容易采第五章數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)與傳動(dòng)用最有利于提高剛度的筋板布置形式，能充分發(fā)揮壁板和筋板的承載及抵抗變形的作用；焊接結(jié)構(gòu)還無需鑄造結(jié)構(gòu)所需的出砂口，有可能將基礎(chǔ)件做成完全封閉的箱形結(jié)構(gòu)。另外，鋼板的彈性摸量 E 為 MPa ，而鑄鐵的彈性模量 E 僅 MPa ，兩者幾乎相差一倍， E= σ / ε ，在應(yīng)力 σ 相同時(shí)， E 大則產(chǎn)生的應(yīng)變 ε 小， E 的大小反映了材料抵抗彈性變形的能力。因此，在結(jié)構(gòu)相同時(shí)， E 值大的材料剛度則高。中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng) o C$Y s8e i |.pK ? [,z$Y/t F h O0表53 焊接床身與鑄造床身的剛度對(duì)比中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng)amp。I G+~ bK b g Bm xamp。z U V C1h z0hYP0FB c0 中國(guó)機(jī)械資訊網(wǎng)*.~amp。G D |
化學(xué)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1