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电火花数控机床刚度概念及提高刚度措施
点击次数:1969 发布时间:2011-05-25
 

电火花数控机床刚度概念及提高刚度措施

    电火花数控机床的刚度是指在切削力和其他力作用下,抵抗变形能力。数控电火花机床比普通机床要求具有更高的静刚度和动刚度,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%

    电火花数控机床在切削加工过程中,要承受各种外力的作用,承受的静态力有运动部件和被加工零件的自重,承受的动态力有:切削力、驱动力、加减速时引起的惯性力、摩擦阻力等。机床的结构部件在这些力作用下,将产生变形,如固定连接表面或运动啮合表面的接触变形;各支承零件部的弯曲和扭转变形,以及某些支承件的局部变形等,这些变形都会直接或间接地引起刀具和工件之间的相对位移,从而导致工件的加工误差,或者影响机床切削过程的特性。

    由于加工状态的瞬时多变情况复杂,通常很难对结构刚度进行的理论计算。设计者只能对部分构件如轴、丝杠等用计算方法计算其刚度,而对床身、立柱、工作台和箱体等零件的弯曲和扭转变形,接合面的接触变形等,只能将其简化后进行近似计算,其计算结果往往与实际相差很大,故只能作为定性分析的参考。近年来,虽然在机床结构设计中采用有限元法进行分析计算,但是一般来讲,在设计时仍需要对模型、实物或类似的样机进行试验、分析和对比以确定合理的结构方案,尽管如此,遵循下列原则和措施,仍可以合理地提高机床的结构刚度。

1.合理选择构件的结构形式

1)正确选择截面的形状和尺寸

构件在承受弯曲和扭转载荷后,其变形大小取决于断面的抗弯和扭转惯性矩,抗弯和扭转惯性矩大的其刚度就高。

     (2)合理选择及布置隔板和筋条

合理布置支承件的隔板和筋条,可提高构件的静、动刚度。

对一些薄壁构件,为减小壁面的翘曲和构件截面的畸变,可以在壁板上设置图72所示的筋条,其中以蜂窝状加强筋较好,如图中(f)所示。它除了能提高构件刚度外,还能减小铸造时的收缩应力。

           (3)  提高构件的局部刚度

机床的导轨和支承件的联接部件,往往是局部刚度zui弱的部分,但是联接方式对局部刚度的影响很大。

          (4)选用焊接结构的构件

机床的床身、立柱等支承件,采用钢板和型钢焊接而成,具有减小质量提高刚度的显著优点。钢的弹性模量约为铸铁的两倍,在形状和轮廓尺寸相同的前提下,如要求焊接件与铸件的刚度相同,则焊接件的壁厚只需铸件的一半;如果要求局部刚度相同,则因局部刚度与壁厚的三次方成正比,所以焊接件的壁厚只需铸件壁厚的80%左右。此外,无论是刚度相同以减轻质量,或者质量相同以提高刚度,都可以提高构件的谐振频率,使共振不易发生。用钢板焊接有可能将构件做成全封闭的箱形结构,从而有利于提高构件的刚度。

2.合理的结构布局可以提高刚度 

数控机床的拖板和工作台,由于结构尺寸的限制,厚度尺寸不能设计得太大,但是宽度或跨度又不能减小,因而刚度不足,为弥补这个缺陷,除主导轨外,在悬伸部位增设辅助导轨,可大大提高拖板和工作台的刚度。

3.采取补偿构件变形的结构措施

当能够测出着力点的相对变形的大小和方向,或者预知构件的变形规律时,便可以采,取相应的措施来补偿变形以消除其影响,补偿的结果相当于提高了机床的刚度。

本文经由苏州中航长风数控科技有限公司: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-编辑整理发布。

 
 
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