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数控电火花线切割之机械结构优良特性简析(一)
点击次数:2030 发布时间:2011-09-13

数控电火花线切割之机械结构优良特性简析(一)

数控线切割机床是一种高精度、率的自动化加工设备。尽管数控线切割机床价格偏贵,一次性投资大,但仍然为机械制造厂家所普遍采用并取得很好的经济效益,其原因在于数控线切割机床能自动化地,高精度、高质量、率地解决中、小批量的加工问题。数控技术、伺服驱动技术的发展及在机床上的应用,为数控机床的自动化、高精度、率提供了可能性,但要将可能性变成现实,则必须要求数控机床的机械结构具有优良的特性才能保证。这些特性包括结构的静刚度、抗振性、热稳定性、低速运动的平稳性及运动时的摩擦特性、几何精度、传动精度等。

    一、提高机床结构的静刚度

    机床结构的静刚度是指在切削力和其他力的作用下,机床抵抗变形的能力。

    机床在加工过程中,受多种外力的作用,包括运动部件和工件的自重、切削力、驱动力、加减速时的惯性力、摩擦阻力等。机床的各部件在这些力的作用下将产生变形,如 各基础 件的弯曲和扭转变形,支承构件的局部变形,固定 连接面和运动啮合面的接触变形等。这些变形都会直接或间接地引起刀具与工件之间产生相对位移,破坏刀具和工件原来所占有的正确位置,从而影响机床的加工精度和切削过程的特性,所以,提高机床的静刚度是机床结构设计的普遍要求。数控机床为获得率而具有的大功率和高速度,使它所承受的各种外力负载更加恶劣,而且加工过程的自动化也使得加工误差无法由人工干预来修正和补偿,所以,数控机床的变形对加工精度的影响会更为严重。为了保证数控机床在自动化、率的切削条件下获得稳定的高精度,其机械结构应具有更高的静刚度,有标准规定数控机床的刚度系数应比类似的普通机床高 50 %。

    1 .合理设计基础件的截面形状和尺寸,采用合理的筋板结构

   机床在外力的作用下, 各基础件将 承受弯曲和扭转载荷,其弯曲和扭转变形的大小则取决于基础件的截面抗弯 和抗扭惯性矩 ,抗弯、 抗扭惯性矩大,变形则小,刚度就高。

    2 .采用合理的结构布局,改善机床的受力状态,提高机床的静刚度

    在切削力、自重等外力相同的情况下,如果能改善机床的受力状态,减小变形,则能达到提高刚度的目的。以机床主轴为例,在其他条件不变的情况下,缩短主轴前端的悬伸长度,可以减小主轴承受的弯矩,从而减小主轴前端的挠度,提高主轴的刚度。

    采用合理的机床结构布局,可以显著地改善机床的受力状况,提高机床的刚度。

    3 .补偿有关零、部件的静力变形

    在外力的作用下,机床的变形是不可避免的,如果能采取措施使变形对加工精度的影响减小,其结果相当于提高了机床的刚度。依照这一思路,产生了许多补偿有关零、部件的静力变形的方法,这种方法普遍用于补偿因自重而引起的静力变形。

      4 .提高机床各部件的接触刚度

    在机床各部件的固定连接面和运动副的结合面之间,总会存在宏观和微观不平,两个面之间真正接触的只是一些高点,实际接触面积小于两接触表面的面积 ( 名义接触面积 ) ,因此,在承载时,作用于这些接触点的压强要比平均压强大得多,从而产生接触变形。    由于机床总有为数较多的静、动连接面,如果不注意提高接触刚度,各连接面的接触变形就会大大降低机床的整体刚度,对加工精度产生非常不利的影响。 

    5 .采用钢板焊接结构

长期以来,机床基础件主要采用铸铁件。近年来,以钢板焊接结构代替铸铁件的趋势不断扩大,从开始在单件和小批量的重型和超重型机床上的应用,逐步发展到有一定批量的中型机床。    
注:未完,接下篇。

本文经由苏州中航长风数控科技有限公司友情整理编辑发布,公司目前产品有:中走丝线切割 ,电火花线切割电火花穿孔机电火花成型机取断丝锥机电解去毛刺设备等,咨询,洽谈

 
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