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數(shù)控銑床提高機(jī)床的靜、動(dòng)剛度具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面
在一般情況下，數(shù)控銑床是按照手動(dòng)輸人數(shù)據(jù)/(MDI/)方式提供的指令進(jìn)行工作的。由機(jī)床床身、導(dǎo)軌、工作臺(tái)、刀架和主軸箱的兒何精度與變形所產(chǎn)生的定位誤差取決于它們的
結(jié)構(gòu)剛度，而且這些誤差在加工過程中不能進(jìn)行人為的調(diào)整與補(bǔ)償。因此，必須把移動(dòng)部件的質(zhì)量和切削力引起的彈性變形控制在最小限度之內(nèi)，以保證所要求的加工精度與表面質(zhì)量。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)各部件的受力的大小和方向來確定相應(yīng)的結(jié)構(gòu)和尺寸。
為了提高數(shù)控銑床主軸的剛度，除了經(jīng)常采用三支承結(jié)構(gòu)以外，還可選用剛性很好的雙列短圓柱滾子軸承和角接觸向心推力軸承，以減小主軸的徑向和軸向變形。
加強(qiáng)肋板的結(jié)構(gòu)對機(jī)床大件的剛度有著明顯的影響。圖2一1為方形截面立柱加強(qiáng)肋板類圖2一1方形截面立柱加強(qiáng)肋板類型示意圈型示意圖。表2-1給出了立柱在加肋前后的靜剛度的比值。從表中數(shù)據(jù)可以看出，立柱在增加十字形肋板之后，質(zhì)量增加不多.而扭轉(zhuǎn)剛度提高了17倍。因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須仔細(xì)考慮加強(qiáng)肋板的影響。
在大型數(shù)控銑床中，移動(dòng)載荷給機(jī)床的變形帶來很大的影響。除了加強(qiáng)構(gòu)件的剛度之外，某些機(jī)床采用液力平衡或重塊平衡來減少構(gòu)件的變形。圖2一2是重塊平衡結(jié)構(gòu)示意圖，它利用重塊可以有效地減小主軸箱在左右移動(dòng)時(shí)對橫梁變形的影響。另外，如果把橫梁的導(dǎo)軌加工成中凸形，也能抵消一部分橫梁的變形。
刀架是數(shù)控車床的薄弱環(huán)節(jié)，為了能夠進(jìn)行穩(wěn)定的重切削，提高刀架剛度是極為重要的。所以除了注意轉(zhuǎn)臺(tái)大小和刀具數(shù)的合理設(shè)計(jì)外，還應(yīng)該盡可能地減小alb的數(shù)值/(如圖2一3所示，a為支點(diǎn)到切削力的距離,b為支點(diǎn)到夾緊力的距離/)。此外，在刀具外伸量一定的情況下，增大刀架底座的尺寸是提高剛度的有效途徑。
提高機(jī)床各部件的接觸剛度能夠增加機(jī)床的承載能力，采用刮研的方法可以增加單位面積上的接觸點(diǎn);在結(jié)合面之間施加足夠大的預(yù)加載荷也能夠增加接觸面積，這些措施都能有效地提高接觸剛度。
由于數(shù)控機(jī)床具有高效率的特點(diǎn)，其主運(yùn)動(dòng)功率比同類型普通機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)功率大得多。為了充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的加工能力，并能進(jìn)行穩(wěn)定的切削，在保證靜剛度的前提下還必須提高其動(dòng)剛度。切削過程中的振動(dòng)不僅直接影響工件的加工精度和表面質(zhì)量，而且還會(huì)降低刀具壽命，甚至使加工無法繼續(xù)進(jìn)行。在傳統(tǒng)機(jī)床上加工時(shí)，操作者可以通過改變切削用量或改變刀具的幾何角度來消除或減少振動(dòng)。但數(shù)控機(jī)床在加工過程中不允許進(jìn)行類似的人工調(diào)整，因此必須對它的動(dòng)態(tài)特性提出更高的要求。
改善動(dòng)態(tài)特性的方法主要是:提高系統(tǒng)的靜剛度、增加阻尼以及調(diào)整構(gòu)件的質(zhì)量和自振頻率。試驗(yàn)表明，提高阻尼系數(shù)是改善抗振性的有效方法。鋼板的焊接結(jié)構(gòu)既可以增加靜剛度，減小結(jié)構(gòu)質(zhì)量，又可以增加構(gòu)件本身的阻尼。因此，近年來在一些數(shù)控機(jī)床上采用了鋼板焊接結(jié)構(gòu)的床身、立柱、橫梁和工作臺(tái)。封砂鑄件也有利于振動(dòng)的衰減，它對提高抗振性也有較好的效果。
在設(shè)計(jì)機(jī)床構(gòu)件時(shí)可以通過調(diào)整質(zhì)量來改變系統(tǒng)的自振頻率，使它遠(yuǎn)離工作范圍內(nèi)所存在的強(qiáng)迫振動(dòng)源的頻率。
數(shù)控銑床中的旋轉(zhuǎn)零部件應(yīng)盡可能進(jìn)行良好的動(dòng)平衡，以減少強(qiáng)迫振動(dòng)源;或者用彈性材料將振源隔離，以減少振源對機(jī)床的影響。
