【正文】 、 LEXシリーズとして製品開発しました。 剛性設(shè)計 熱 變位 43 五 .工具機(jī)械的設(shè)計原理 剛性設(shè)計 熱變位 ? 低熱變位材料使用 : 用熱膨脹係數(shù)較小之材料 ，作為結(jié)構(gòu)之材料，再搭配適當(dāng)之配 置。 自然頻率 ω n= ε= MKMC*2M:工具機(jī)之等價值量 C:工具機(jī)之組尼值 K:工具機(jī)之剛性值 (主要是依材質(zhì)之特性 ) 剛性設(shè)計 動剛性 39 五 .工具機(jī)械的設(shè)計原理 ? 由以上之已知條件，求得下列各值。 結(jié)構(gòu)件因為震動所產(chǎn)生之變形： x=a*sin(ωt ψ) M:工具機(jī)之等價質(zhì)量 。 ? 一般的有限元素分析軟體，僅能計算出以多大之負(fù)載施於一結(jié)構(gòu)件上，得到一個變形量 。 ，但實際切削以後的熱變形量常高達(dá) 60μm 以上。 此數(shù)據(jù) 適用於行程 500~1000之立式綜合加工機(jī) 33 五 .工具機(jī)械的設(shè)計原理 精度設(shè)計 定 位 精 度 定位精度 :依指令值移動到正確位置的能力。 車出圓棒、搪出 圓孔 。 24 四 .工具機(jī)械的基本構(gòu)成要素 ? 驅(qū)動設(shè)計 進(jìn)給系統(tǒng) ? 進(jìn)給系統(tǒng)構(gòu)成元件 NC(數(shù)值控制 )裝置 依控制方式的不同區(qū)分為 ： (1)全閉迴路 : 控制形式 簡圖 工作原理與 控制特點(diǎn) 位置檢測元件位置 定位精度 穩(wěn)定性 備註 全 閉 輸出對控制作用有直接影響，具有回饋裝置系統(tǒng)，系統(tǒng)利用誤差進(jìn)行控制，控制的傾向是使誤差為零。 23 四 .工具機(jī)械的基本構(gòu)成要素 ? 驅(qū)動設(shè)計 進(jìn)給系統(tǒng) ： 進(jìn)給系統(tǒng)構(gòu)成元件 聯(lián)軸器 聯(lián)軸器的功能在於確實連結(jié)傳輸動力的伺服馬達(dá)與執(zhí)行直線運(yùn)動的導(dǎo) 螺桿使得馬達(dá)可以準(zhǔn)確將速度與位置精確的轉(zhuǎn)換於移動件上。 幾乎無導(dǎo)引背隙，對於外部荷重的彈性變 形量小，可利用各種方法預(yù)壓轉(zhuǎn)動體。 21 四 .工具機(jī)械的基本構(gòu)成要素 ? 驅(qū)動設(shè)計 進(jìn)給系統(tǒng)： 進(jìn)給系統(tǒng)構(gòu)成元件 引導(dǎo)元件 滑動導(dǎo)軌 一般稱為 硬軌 ，形狀有 VV(兩 V)、 V平等，如圖所示， 以應(yīng)用 VV硬軌為例，有 4面拘束 ，雖 4面之精度難以達(dá)成， 但可 利用「刮花」對策，用於各種精 密定位裝置之導(dǎo)引。即系統(tǒng)在自動狀態(tài)或外界干擾 下，系統(tǒng)的輸出在經(jīng)過幾次震盪下 仍能迅速的穩(wěn)定 絕對穩(wěn)定性 相對穩(wěn)定性 精度 進(jìn)給系統(tǒng)的精度是指輸出值相對於 輸入值的精確程度 暫態(tài)誤差 穩(wěn)態(tài)誤差 靜態(tài)誤差 快速響應(yīng)性 指系統(tǒng)對輸入訊號的響應(yīng)速度及暫態(tài)過 程結(jié)束的迅速程度 系統(tǒng)響應(yīng)時間傳 動裝置的加速能 力 18 四 .工具機(jī)械的基本構(gòu)成要素 ? 驅(qū)動設(shè)計 進(jìn)給系統(tǒng)： 進(jìn)給系統(tǒng)構(gòu)成元件 滾珠螺桿與螺帽 主要是將馬達(dá)的 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動 的元件，也是進(jìn)給系統(tǒng)中影 響移動件速度的主要關(guān)鍵元件，目前直線傳送裝置之驅(qū)動、傳動機(jī)構(gòu) 以滾珠螺桿為大宗 。 16 四 .工具機(jī)械的基本構(gòu)成要素 ? 驅(qū)動設(shè)計 進(jìn)給系統(tǒng) 進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計要求 : 隨著進(jìn)給運(yùn)動方式與控制型式 的不同，工具機(jī)對進(jìn)給系統(tǒng)的 設(shè)計要求也有不同，由右表可 以發(fā)現(xiàn)對於點(diǎn)對點(diǎn)運(yùn)動方式的 工具機(jī)，主要應(yīng)滿足定位精度 與減少定位時間的需求。 (2)應(yīng)用線軌不考慮窄軌原理的原因在於其摩擦係數(shù)夠 小 、 引導(dǎo)面 l夠長 。 因此接合部剛性受制的因多又複雜，且對整體剛性影響佔(zhàn)有極大的成份，因此加工機(jī)的組立過程中對接合部的處理實為各製造廠的重要技術(shù)。 。 。 狹義 是指加工材料以金屬工件為主的工具機(jī)。 電腦輔助設(shè)計之前，須先做好準(zhǔn)備工作 。 3 一 .現(xiàn)今臺灣工具機(jī)設(shè)計所面臨之問題 ? 現(xiàn)階段國內(nèi)機(jī)械設(shè)計工程師的疑難與困擾 : 整體機(jī)械工業(yè)基礎(chǔ)尚未普遍建立之前 ，應(yīng)該如 何摸索建立 ? 設(shè)計計算分析查核要領(lǐng)與重點(diǎn) ? 如何累積設(shè)計經(jīng)驗 ? 如何善用電腦與軟體作為設(shè)計輔助的工具 ? 設(shè)計 CNC工具機(jī)和傳統(tǒng)工具機(jī)有何不同 ? 4 一 .現(xiàn)今臺灣工具機(jī)設(shè)計所面臨之問題 ? 重要觀念 : 書刊上的任何公式均可參考，但須驗證與修 正，不可完全昧於條件差別而原般套用 。 ? 模仿並非不好 ，而在如何借助模仿的過程，學(xué)習(xí)基本技術(shù)累積經(jīng)驗，逐步建立獨(dú)立自主的設(shè)計能力 。 ? 若深入探討 ，應(yīng)該說是“國內(nèi)廠商並非完全沒有設(shè)計能力，而只是設(shè)計能力不夠完整，欠缺其中一部分環(huán)節(jié)” 。 ? 擺脫困境 ， 就是要強(qiáng)化“自主設(shè)計能力”還有就是“開列產(chǎn)品規(guī)格的能力”。 引進(jìn)國外技術(shù)，或閱讀國外書刊，瀏覽國外技術(shù)網(wǎng) 站，須注意彼此之技術(shù)水準(zhǔn)之差距 。 廣義 工具機(jī)為將固體材料，經(jīng)由一動力源推動， 以物理的、化學(xué)的或其他方法作成形加工的 機(jī)械。 ，在鑄件本身移動時或其它部件在鑄件移動時靜剛性變化小。 。 10 四 .工具機(jī)械的基本構(gòu)成要素 ? 結(jié)合處設(shè)計