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数控机床要求提高结构刚度

2013年12月15日 16:48中国机床商务网点击:4954

  【中国机床商务网】导读:提高机床的静、动刚度由机床床身、底座、立柱等支承件变形所产生的定位和加工误差取决于它们的结构刚度,而这些误差在加工过程中不能进行人为的调整与补偿。因此,必须把移动部件的质量和切削力引起的弹性变形控制在最小限度之内,以保证所要求的加工精度与表面质量。为些,必须采取措施,提高数控机床的结构刚度。
  
  1)合理选择支承件的结构形式支承件受弯曲和扭转载葆后,其变形大小取决于断面的抗弯扭惯性矩。截面积相等开关相同的断面,应减少壁厚,加大截面的轮廓尺寸:抗扭选用圆戴面,抗弯选用方截面;支承件的截面尽可能选用封闭型,当侧壁上开孔时,在孔周围加上凸缘可提高抗弯刚度。合理地布置支承件的隔板的筋条,可提高构件的刚度,隔板、助条可横向、纵向或对角布置,有利于提高构件的抗弯、抗扭惯性矩。对卧式机床的床身布置隔板和肋条,要考虑方便排屑。机床导轨与支承件的联结部分往往是局部刚度最弱的地方,旭果导轨尺寸较窄,可用单壁或加厚单壁联结,或者在单壁上增加垂直筋条以提高局部刚度;如果导轨尺寸较宽时,应对双壁联结。提高机床各部件的接触刚度能够增加机床的承载能力。通常采用刮研的方法增加单位面积上的接触点;在结合面之间施加足够大的预加载荷也能增加接触面积,减少接触变形。
  
  2)合理的结构布局床身、立柱上的较重移动部件应尽可能置于构件的中间,可减少自重和切削力引起的变形。以卧式镗床或卧式加工中心为例,如果主轴箱单面悬挂阐述侧面,主轴箱自重使阐述产生弯曲变形;切削力将使阐述产生弯曲和扭转变形。
  
  3)采用补偿变形的措施如果能够测出着力点的相对变形大小和方向,或者预知构件的变形规律,就可采取相应的措施来补偿变形以削除受力变形的影响,其结果相当于提高了机床的刚度。
  
  4)合理选用构件的材料床身、立柱等支承件,采用钢板或型钢焊接而成,具有减轻重量提高风度的显著特点。钢的弹性模量绝是铸铁的两倍,在与轮廓尺寸相同的前提下,如果焊接件与铸件的刚度相同,则焊接件的壁厚只要铸件的一半。如果要求的局部刚度相同,因局部风度与壁厚的三次方成正比,焊接件的壁厚也只需铸件壁厚80%左右。将型砂或混凝土等阻尼材料填充在支承件的夹壁中,可以有效地提高阻尼特性,增加支承件的动风度。直接利用混凝土、树脂混凝土或人造花岗岩作支承件的材料,可显著提高支承件的抗振性,提高数控机床的加工精度。
(来源:中国机床商务网整理)

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