工作機(jī)械概要(參考版)
2024-12-30 14:15本頁面
【正文】 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。 45 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 ”。 [ LEX = Low Thermal Expansion Material ] 44 五 .工具機(jī)械的設(shè)計(jì)原理 剛性設(shè)計(jì) 熱變位 ? 熱對稱結(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)件要採用 熱對稱結(jié) 構(gòu)和盡量由熱膨脹係數(shù)小的材 料製成。日本鋳造では、インバー型合金の熱膨張?zhí)匦预酥俊ⅹ?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発しました。 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。 剛性設(shè)計(jì) 熱 變位 43 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。 切屑處理方式 剛性設(shè)計(jì) 熱變位 42 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。 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 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。 K:工具機(jī)之剛性質(zhì) (因材質(zhì)、幾何形狀、 尺寸而異 ) 。 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 。 在自然頻率下的剛性值則稱為動(dòng)剛性。 ? 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 。 ? K (㎏ /μm) ＝ P (㎏ ) /δ (μm) 剛性設(shè)計(jì) 靜剛性 36 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。 ，但實(shí)際切削以後的熱變形量常高達(dá) 60μm 以上。 ，摩擦係數(shù)低至 ，但軌道不平直或?qū)輻U不平形 而彎曲時(shí)，提高的阻力不易估算。 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(jì)原理 精度設(shè)計(jì) 定 位 精 度 定位精度 :依指令值移動(dòng)到正確位置的能力。但實(shí)際切時(shí)加上工件重 量與切削力的變化，不易隱藏機(jī)臺 結(jié)構(gòu)上的弱點(diǎn)。 車出圓棒、搪出 圓孔 。 置於導(dǎo)螺桿端部 (如圖示 ) 可以部分補(bǔ)償機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的各種誤差、間隙及干擾的影響，但導(dǎo)螺桿與螺帽之間的背隙得不到補(bǔ)償，所以定位精度較全閉迴路為低 位置控制迴路內(nèi)僅包含扭轉(zhuǎn)剛性及部分間隙，所以穩(wěn)定性不是主要問題 有些 AC伺服馬達(dá)在軸端帶有角度檢測器，因此應(yīng)用方便 同上 置於馬達(dá)端部 由於機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的誤差及反向間隙和檢測元件的誤差，限制了位置定位精度，定位精度比上兩種都低。 24 四 .工具機(jī)械的基本構(gòu)成要素 ? 驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì) 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。 (2)剛性聯(lián)軸器 ： 通常要求導(dǎo)螺桿與伺服馬達(dá)心軸之同心度高。 23 四 .工具機(jī)械的基本構(gòu)成要素 ? 驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì) 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(shí)連結(jié)傳輸動(dòng)力的伺服馬達(dá)與執(zhí)行直線運(yùn)動(dòng)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(dòng)件上。轉(zhuǎn)動(dòng)方向，甚至其垂直方向 ，缺乏衰滅性，若與滾珠螺桿組合併用，易產(chǎn) 生振動(dòng)。 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(dòng)體。 22 四 .工具機(jī)械的基本構(gòu)成要素 ? 驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì) 進(jìn)給系統(tǒng) ： 進(jìn)給系統(tǒng)構(gòu)成元件 引導(dǎo)元件 滾動(dòng)接觸引導(dǎo) 也稱為 軟軌 。 21 四 .工具機(jī)械的基本構(gòu)成要素 ? 驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì) 進(jìn)給系統(tǒng)： 進(jìn)給系統(tǒng)構(gòu)成元件 引導(dǎo)元件 滑動(dòng)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。有人稱之為導(dǎo)軌或引導(dǎo)，一般
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