工作機(jī)械概要120(1)-資料下載頁(yè)
2025-09-30 15:26本頁(yè)面
【正文】 「靜剛性」 。 ? K (㎏ /μm) ＝ P (㎏ ) /δ (μm) 剛性設(shè)計(jì) 靜剛性 37 五 .工具機(jī)械的設(shè)計(jì)原理 ? 因?yàn)楦鹘M件為 「串聯(lián)」 ，只要有一個(gè)環(huán)節(jié)靜剛性小，其他地方再怎麼補(bǔ)，都補(bǔ)不回來(lái)。 ? 工具機(jī)之設(shè)計(jì)，強(qiáng)度應(yīng)力上很少會(huì)超過(guò)，由於剛性之要求更高，所以會(huì)成為「關(guān)鍵」 。 ? 一般的有限元素分析軟體，僅能計(jì)算出以多大之負(fù)載施於一結(jié)構(gòu)件上，得到一個(gè)變形量 。 剛性設(shè)計(jì) 靜剛性 38 五 .工具機(jī)械的設(shè)計(jì)原理 ? 定義 : 施以不同頻率，相同大小的力施加於一個(gè) 結(jié)構(gòu)件時(shí)，會(huì)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(dòng)剛性。 固定頻率的荷重： f=f0sin(ωt) 。 結(jié)構(gòu)件因?yàn)檎饎?dòng)所產(chǎn)生之變形： x=a*sin(ωt ψ) M:工具機(jī)之等價(jià)質(zhì)量 。 C:工具機(jī)之阻尼值 (主要是依材質(zhì)之特 性 ) 。 K:工具機(jī)之剛性質(zhì) (因材質(zhì)、幾何形狀、 尺寸而異 ) 。 剛性設(shè)計(jì) 動(dòng)剛性 39 五 .工具機(jī)械的設(shè)計(jì)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(jī)之等價(jià)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(jì) 動(dòng)剛性 40 五 .工具機(jī)械的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì) 動(dòng)剛性 41 五 .工具機(jī)械的設(shè)計(jì)原理 ? 求得動(dòng)剛性值 : ? 若工具機(jī)此時(shí)之動(dòng)負(fù)荷頻率接近自然共振頻率，則 ? 思考問(wèn)題 :如何增加工具機(jī)之“動(dòng)剛性” ? ? ? 222220 4 ???? ???? nd Mafkn?? ?MKCMknd ?? ??2剛性設(shè)計(jì) 動(dòng)剛性 42 五 .工具機(jī)械的設(shè)計(jì)原理 ? 攜帶發(fā)熱熱量設(shè)計(jì) : 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(shè)計(jì) 熱變位 43 五 .工具機(jī)械的設(shè)計(jì)原理 ? 熱源隔離設(shè)計(jì) : 工具機(jī)內(nèi)部之各種熱源想辦 法將它隔開(kāi)。例如切屑，盡 可能不要直接置於結(jié)構(gòu)件之 設(shè)計(jì)。 剛性設(shè)計(jì) 熱 變位 44 五 .工具機(jī)械的設(shè)計(jì)原理 剛性設(shè)計(jì) 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。如此亦可減低熱變位之影響。 目前“日本鑄造株式會(huì)社”有 生產(chǎn)一種特殊助剛材 LEX低熱膨脹材。 CFRP金型 光學(xué)機(jī)器、電気部品から超精密工作機(jī)械、半導(dǎo)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?、?dú)自の化學(xué)成分と高度な熱処理によって低熱膨張と鋳造性?機(jī)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(kāi)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(fàn)囲の熱膨張?zhí)匦预颔些`する新素材として、超精密機(jī)器分野はもちろん、航空機(jī)用を中心とした CFRP（ 炭素繊維強(qiáng)化プラスチック）成形型や真空ポンプ部品、レーザ機(jī)器部品等、幅広い分野で高い評(píng)価を得ています。 [ LEX = Low Thermal Expansion Material ] 45 五 .工具機(jī)械的設(shè)計(jì)原理 剛性設(shè)計(jì) 熱變位 ? 熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) : 爲(wèi)了改善機(jī)床的熱特性，底座 或較大結(jié)構(gòu)件要採(cǎi)用 熱對(duì)稱結(jié) 構(gòu)和盡量由熱膨脹係數(shù)小的材 料製成。 工具機(jī)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性相當(dāng)重要， 對(duì)稱性的結(jié)構(gòu)可抵消掉相當(dāng)多 的變形，比如熱變形及受力變 形方面即可受到相當(dāng)?shù)母纳啤? 46 五 .工具機(jī)械的設(shè)計(jì)原理 剛性設(shè)計(jì) 熱變位 ? 熱源控制設(shè)計(jì) : 在整機(jī)結(jié)構(gòu)件之中 ，想辦法 用流體，並充滿結(jié)構(gòu)件之中， 達(dá)到全體結(jié)構(gòu)件之 “ 溫度均 一化 ” 。並配合“ 溫昇熱變位 補(bǔ)償技術(shù) ”已達(dá)到控制因?yàn)闇? 昇對(duì)機(jī)臺(tái)所產(chǎn)生之影響。 在結(jié)構(gòu)件之中作熱源控制設(shè)計(jì) ，如安田之 YBM950V結(jié)構(gòu)件 恆溫。
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