工作機械概要120(1)-資料下載頁
2024-10-09 15:26本頁面
【正文】 「靜剛性」 。 ? K (㎏ /μm) ＝ P (㎏ ) /δ (μm) 剛性設計 靜剛性 37 五 .工具機械的設計原理 ? 因為各組件為 「串聯(lián)」 ，只要有一個環(huán)節(jié)靜剛性小，其他地方再怎麼補，都補不回來。 ? 工具機之設計，強度應力上很少會超過，由於剛性之要求更高，所以會成為「關(guān)鍵」 。 ? 一般的有限元素分析軟體，僅能計算出以多大之負載施於一結(jié)構(gòu)件上，得到一個變形量 。 剛性設計 靜剛性 38 五 .工具機械的設計原理 ? 定義 : 施以不同頻率，相同大小的力施加於一個 結(jié)構(gòu)件時，會有不同變形量之彈性變形。 在自然頻率下的剛性值則稱為動剛性。 固定頻率的荷重： f=f0sin(ωt) 。 結(jié)構(gòu)件因為震動所產(chǎn)生之變形： x=a*sin(ωt ψ) M:工具機之等價質(zhì)量 。 C:工具機之阻尼值 (主要是依材質(zhì)之特 性 ) 。 K:工具機之剛性質(zhì) (因材質(zhì)、幾何形狀、 尺寸而異 ) 。 剛性設計 動剛性 39 五 .工具機械的設計原理 ? 由以上之已知條件，求得下列各值。 自然頻率 ω n= ε= MKMC*2M:工具機之等價值量 C:工具機之組尼值 K:工具機之剛性值 (主要是依材質(zhì)之特性 ) 剛性設計 動剛性 40 五 .工具機械的設計原理 ? 由以上之已知條件，求得下列各值。 a= tanψ= ? ? ???????????? 22222 41*0???? nMf? ?222?????n剛性設計 動剛性 41 五 .工具機械的設計原理 ? 求得動剛性值 : ? 若工具機此時之動負荷頻率接近自然共振頻率，則 ? 思考問題 :如何增加工具機之“動剛性” ? ? ? 222220 4 ???? ???? nd Mafkn?? ?MKCMknd ?? ??2剛性設計 動剛性 42 五 .工具機械的設計原理 ? 攜帶發(fā)熱熱量設計 : 盡可能在熱源附近作冷卻裝 置，例如在主軸套管作主軸 之冷卻 。 切屑處理方式 剛性設計 熱變位 43 五 .工具機械的設計原理 ? 熱源隔離設計 : 工具機內(nèi)部之各種熱源想辦 法將它隔開。例如切屑，盡 可能不要直接置於結(jié)構(gòu)件之 設計。 剛性設計 熱 變位 44 五 .工具機械的設計原理 剛性設計 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，再搭配適當之配 置。如此亦可減低熱變位之影響。 目前“日本鑄造株式會社”有 生產(chǎn)一種特殊助剛材 LEX低熱膨脹材。 CFRP金型 光學機器、電気部品から超精密工作機械、半導體関連裝置部品にいたる各種先端分野では、精度誤差の要因である使用材料の熱変位の克服が高精度化へのネックとなっていました。日本鋳造では、インバー型合金の熱膨張?zhí)匦预酥俊ⅹ氉预位瘜W成分と高度な熱処理によって低熱膨張と鋳造性?機械加工性という相反する性質(zhì)を両立させることに成功し、 LEXシリーズとして製品開発しました。 LEXシリーズは多様化された精度要求に対応して多彩な材料をラインナップ、広い範囲の熱膨張?zhí)匦预颔些`する新素材として、超精密機器分野はもちろん、航空機用を中心とした CFRP（ 炭素繊維強化プラスチック）成形型や真空ポンプ部品、レーザ機器部品等、幅広い分野で高い評価を得ています。 [ LEX = Low Thermal Expansion Material ] 45 五 .工具機械的設計原理 剛性設計 熱變位 ? 熱對稱結(jié)構(gòu)設計 : 爲了改善機床的熱特性，底座 或較大結(jié)構(gòu)件要採用 熱對稱結(jié) 構(gòu)和盡量由熱膨脹係數(shù)小的材 料製成。 工具機結(jié)構(gòu)的對稱性相當重要， 對稱性的結(jié)構(gòu)可抵消掉相當多 的變形，比如熱變形及受力變 形方面即可受到相當?shù)母纳啤? 46 五 .工具機械的設計原理 剛性設計 熱變位 ? 熱源控制設計 : 在整機結(jié)構(gòu)件之中 ，想辦法 用流體，並充滿結(jié)構(gòu)件之中， 達到全體結(jié)構(gòu)件之 “ 溫度均 一化 ” 。並配合“ 溫昇熱變位 補償技術(shù) ”已達到控制因為溫 昇對機臺所產(chǎn)生之影響。 在結(jié)構(gòu)件之中作熱源控制設計 ，如安田之 YBM950V結(jié)構(gòu)件 恆溫。
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