數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)要求-文庫吧資料
2025-06-23 07:13本頁面
【正文】 液送至切削部位冷卻。w0 中國機(jī)械資訊網(wǎng) m G,N9m F } v*C c 2 ．:OyV R [ l中國機(jī)械資訊網(wǎng)2O w ^8E D M d ]7M L)w 對(duì)機(jī)床發(fā)熱部位采取散熱、風(fēng)冷、液冷等控制溫升的辦法來吸收熱源發(fā)出的熱量，是在各類數(shù)控機(jī)床上使用較多的一種減少熱變形影響的對(duì)策。yC。a I c o(a9V (a) 斜床身； (b) 平床身和斜滑板中國機(jī)械資訊網(wǎng)1H zX ]amp。(u Yu e | s U(A ^*]0 d | N q7Z _amp。|X/`0 (D Z J8N2Q S:o%Y0切屑的熱量隔離在機(jī)床外。a H3I S } tH0加工過程所產(chǎn)生的熾熱切屑是一個(gè)不可忽視的熱源。I \ X K `中國機(jī)械資訊網(wǎng) g \ j!v7p1R+s H 內(nèi)部熱源的發(fā)熱是造成熱變形的主要原因，因此，在機(jī)床布局設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量考慮將熱源從主機(jī)中分離出去，如將電動(dòng)機(jī)、變速箱、液壓泵站等置于機(jī)床主機(jī)以外。這種方法是在加工滾珠絲杠時(shí)，使螺距略小于名義值，裝配時(shí)對(duì)絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸，即使其螺距值達(dá)到名義值，當(dāng)絲杠工作受熱，絲杠中的拉應(yīng)力補(bǔ)償了熱應(yīng)力，從而 減小熱 伸長。H k0S l t0 中國機(jī)械資訊網(wǎng)p:? L% S L 9w*O 數(shù)控機(jī)床中的滾珠絲杠是在預(yù)加載荷大、轉(zhuǎn)速高、散熱差的條件下工作的，容易發(fā)熱，滾珠絲杠的熱伸長直接影響進(jìn)給系統(tǒng)的定位精度。m K p(Y/R R0 中國機(jī)械資訊網(wǎng)1~Gamp。最典型的實(shí)例是許多臥式加工中心所采用的框式雙立柱結(jié)構(gòu)，主軸箱嵌入框式立柱內(nèi) ( 見圖 59) ，且以立柱左、右導(dǎo)軌兩內(nèi)側(cè)定位，在熱變形時(shí)，主軸中心在水平方向的位置保持不變，從而減小了熱變形的影響。A*B01 ．改進(jìn)機(jī)床布局和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中國機(jī)械資訊網(wǎng) w:O V zw \中國機(jī)械資訊網(wǎng) m8q ,Y w a p9E t (1) 采用熱對(duì)稱結(jié)構(gòu) {/[ |0i0 中國機(jī)械資訊網(wǎng) t!o _5C l1f 這種結(jié)構(gòu)相對(duì)熱源是對(duì)稱的。D k1R ] n 數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn) 給速度 遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)機(jī)床，并且大切削用量產(chǎn)生的熾熱切屑也多，故發(fā)熱遠(yuǎn)較傳統(tǒng)機(jī)床嚴(yán)重，而熱變形對(duì)加工精度的影響往往難以由操作者修正，因此對(duì)如何減小機(jī)床的熱變形應(yīng)予以特別重視。中國機(jī)械資訊網(wǎng)P w } zamp。熱源產(chǎn)生的熱量通過傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射傳遞給機(jī)床的各個(gè)部件，引起溫升，產(chǎn)生熱膨脹。機(jī)床在工作時(shí)，有許多部件和部位會(huì)產(chǎn)生大量熱量，如電機(jī)、滾動(dòng)軸承、切屑及刀具與工件的切削部位、液壓系統(tǒng)等。[ \t39。中國機(jī)械資訊網(wǎng)%Y n6a \ }a中國機(jī)械資訊網(wǎng) l4k8]~6lf!uamp。瑞士的精密磨床生產(chǎn) 廠家斯 圖德 (STUDER) 公司制成了 S40 和 S50 系列數(shù)控外圓磨床的樹脂混凝土床身，具有剛度高、 抗振性好 、耐化學(xué)腐蝕和耐熱的特點(diǎn)。德國布格哈特—韋貝爾 (BURKHARUTamp。6` ~8E0{1Y8e z i r5M Y5h0 中國機(jī)械資訊網(wǎng) Camp。采用阻尼涂層，既可不改變?cè)O(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和剛度，又能獲得較高的阻尼比，其阻尼比 ξ 值可達(dá) ~ 。圖59 所示為 DNE 480L 型數(shù)控車床的底座和床身結(jié)構(gòu)，底座內(nèi)所充填的混凝土的內(nèi)摩擦阻尼較高，再配以封砂的 床身，使機(jī)床有較高的抗振性。D {$y h _(FL+| ? gP ] i0圖58 v E q h g eu [ i:I o d0在基礎(chǔ)件內(nèi)腔充填泥芯、混凝土，振動(dòng)時(shí)可利用相對(duì)摩擦來耗散振動(dòng)能量，從而提高結(jié)構(gòu)的阻尼特性。下面將主要介紹數(shù)控機(jī)床在增加阻尼方面采取的措施。因?yàn)楣逃蓄l率 ( 其中， K 為靜剛度， m 為結(jié)構(gòu)質(zhì)量 ) ，所以在提高靜剛度時(shí)，能相對(duì)減小結(jié)構(gòu)件的重量，即提高單位重量的剛度，則能提高固有頻率。2o h w,A { D0 !^ O p*b ? G0q l0提高機(jī)床的抗振性，可以從提高靜剛度、固有頻率和增加阻尼幾個(gè)方面著手。數(shù)控機(jī)床在追求高速度、高切削效率的同時(shí)，也埋下了容易產(chǎn)生受迫振動(dòng)和自激振動(dòng)的根源。當(dāng)機(jī)床的剛度、刀具切削角度、工件與刀具材料、切削速度和進(jìn)給量都一定時(shí)，影響自激振動(dòng)的主要因素就是切削寬度 b ，因此，可以把不產(chǎn)生自激振動(dòng)的最大切削寬度，稱為臨界切削寬度 ，作為判斷機(jī)床切削穩(wěn)定性 ( 抵抗自激振動(dòng)的能力 ) 的指標(biāo)。V0 w0j \8G8u b1c/a0自激振動(dòng)是在投有外加動(dòng)態(tài)力的情況下，由切削過程自身所激發(fā)的振動(dòng)。機(jī)床結(jié)構(gòu)抵抗強(qiáng)迫振動(dòng)的能力可以用動(dòng)剛度大小來表示。x4a+Q q Y)p t8g k8t f2QF(r {0強(qiáng)迫振動(dòng)是在各種動(dòng)態(tài)力 ( 如高速回轉(zhuǎn)零件的不平衡力、往復(fù)運(yùn)動(dòng)件的換向沖擊力、周期變化的切削力等 ) 作用下被迫產(chǎn)生的振動(dòng)。機(jī)床的抗振性指的是抵抗這兩種振動(dòng)的能力。G D | 二、提高機(jī)床結(jié)構(gòu)的抗振性中國機(jī)械資訊網(wǎng).^ P B V w _ I中國機(jī)械資訊網(wǎng) l C E F d 機(jī)床的振動(dòng)會(huì)在被加工工件表面留下振紋，影響工件的表面質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)則使加工過程難以進(jìn)行下去。I G+~ bK b g Bm xamp。因此，在結(jié)構(gòu)相同時(shí)， E 值大的材料剛度則高。這是因?yàn)閮煞N床身的筋板布置不同，鋼板焊接結(jié)構(gòu)容易采第五章數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)與傳動(dòng)用最有利于提高剛度的筋板布置形式，能充分發(fā)揮壁板和筋板的承載及抵抗變形的作用；焊接結(jié)構(gòu)還無需鑄造結(jié)構(gòu)所需的出砂口，有可能將基礎(chǔ)件做成完全封閉的箱形結(jié)構(gòu)。中國機(jī)械資訊網(wǎng) O z V:a*^5Z2z _ v v,h P9\$E ` L%r1\4Y0表 53 列出了 StarTurn1200 型數(shù)控車床焊接床身和鑄造床身的剛度的對(duì)比結(jié)果。L Z1X b05 ．采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)b~8S M n n Y+AR0 中國機(jī)械資訊網(wǎng) f z|*2} a 長期以來，機(jī)床基礎(chǔ)件主要采用鑄鐵件。采用螺紋緊固的固定連接面，合理布置一定數(shù)量的螺栓，并對(duì)螺栓的擰緊力矩提出嚴(yán)格要求以保證適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力，也是為提高接觸剛度而常采用的措施。又如采用滾動(dòng)軸承作為支承的主軸部件，都要設(shè)計(jì)預(yù) 緊結(jié)構(gòu)調(diào)整軸承間隙，使軸承在有預(yù)加載荷的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，以提高主軸的支承剛度。M G$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。j(B x$E I中國機(jī)械資訊網(wǎng)39。A:?1E ` Q h y中國機(jī)械資訊網(wǎng) ^+K7O4I,G 由于機(jī)床總有為數(shù)較多的靜、動(dòng)連接面，如果不注意提高接觸剛度，各連接面的接觸變形就會(huì)大大降低機(jī)床的整體剛度，對(duì)加工精度產(chǎn)生非常不利的影響。平均壓強(qiáng) p 與變形 δ 之比稱為接觸剛度 ，即^ ~ G ` ^%O x0 中國機(jī)械資訊網(wǎng)1OY s W m J U \ (53)中國機(jī)械資訊網(wǎng) J。中國機(jī)械資訊網(wǎng) B q a e1z中國機(jī)械資訊網(wǎng) J Q c y!O8r s2A t!O 4 ．提高機(jī)床各部件的接觸剛度中國機(jī)械資訊網(wǎng) S1? _9|%~ y z%V z j Iamp。為此可將橫梁導(dǎo)軌加工成中部凸起的拋物線形，或者通過在橫梁內(nèi)部安裝輔助梁和預(yù)校正螺釘將主導(dǎo)軌預(yù)調(diào)校正為中凸拋物線形，這樣可以補(bǔ)償主軸箱移動(dòng)到橫梁中部時(shí)引起的彎曲變形 ( 圖57(a)) 。依照這一思路，產(chǎn)生了許多補(bǔ)償有關(guān)零、部件的靜力變形的方法，這種方法普遍用于補(bǔ)償因自重而引起的靜力變形。I MC*^ I _5j c [0圖56 臥式鏜銑床與臥式加工中心的結(jié)構(gòu)布局比較9o cvamp。H)r ` _ },c o A0 }$} M K0Zk)K E b39。VD(? L中國機(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。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。H (51)]c/K y ` H X0 中國機(jī)械資訊網(wǎng),l
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