一、高剛度
機(jī)床剛度是指機(jī)床抵抗由切削力和其他力引起變形的能力。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定數(shù)控機(jī)床的剛度應(yīng)比普通機(jī)床高50%。受力有:自重、切削力、驅(qū)動(dòng)力、慣性力、磨擦力。機(jī)床各部件受力變形——引起刀具和工件之間的相對(duì)位移——產(chǎn)生加工誤差,提高機(jī)床的剛度有以下措施:
1、提高構(gòu)件的自身剛度
(1)正確選擇截面形狀和尺寸
截面積相同,空心截面的剛度比實(shí)心截面大
(2)合理選擇及布置隔板和肋條
可提高構(gòu)件的靜、動(dòng)剛度
2、提高局部剛度
合理配置加強(qiáng)肋是提高局部剛度的有效方法
3、提高接觸剛度
兩平面不是理想的平面,實(shí)際面積小于名義接觸面積
考慮非線性,接觸剛度定義
提高措施
(1)提高固定接觸面之間的接觸剛度,預(yù)先施加載荷p0遠(yuǎn)大于外載荷,如圖5-21b。這樣外載荷引起接觸之間的壓強(qiáng)變化不大。
(2)提高接觸表面質(zhì)量 粗糙度和宏觀不平度、材料的硬度對(duì)接觸剛度的影響很大。
(3)減少自身局部變形的影響 支承件的自身局部剛度對(duì)接觸壓強(qiáng)的分布有影響。
4、選用焊接結(jié)構(gòu)的構(gòu)件
機(jī)床的床身、立柱等支撐件,采用鋼板和型鋼焊接而成,具有減輕重量、提高剛度的顯著優(yōu)點(diǎn)。鋼的彈性模量約為鐵的2倍。
5、采用補(bǔ)償構(gòu)件變形的措施
測(cè)出著力點(diǎn)的相對(duì)變形的大小和方向,或預(yù)知構(gòu)件的變形規(guī)律,就可以采用措施來(lái)補(bǔ)償變形以消除它的影響。如圖5-23
支承件的自身局部剛度對(duì)接觸壓強(qiáng)的分布有影響采用補(bǔ)償構(gòu)件變形的措施
二、高抗振性
機(jī)床的抗振性指的是抵抗強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振動(dòng)的能力。
1、強(qiáng)迫振動(dòng)
機(jī)床產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)的內(nèi)部振源有;高速轉(zhuǎn)動(dòng)的不平衡力、往復(fù)運(yùn)動(dòng)件的沖擊力、周期變化的切削力
機(jī)床產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)的外部振源有;電動(dòng)機(jī)、液壓泵、其它設(shè)備的動(dòng)態(tài)力
振源的頻率與機(jī)床某部件的某一振型的固有頻率重和——共振
2、自激振動(dòng)
切削自激振動(dòng),也稱顫振。發(fā)生在切削過(guò)程之中,振動(dòng)所需的能量來(lái)自切削過(guò)程本身。
自激振動(dòng) 增加構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的阻尼
3、提高機(jī)床抗振性的措施
(1)減少機(jī)床的內(nèi)部振源
(2)提高靜剛度
(3)增加構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的阻尼。圖5-25
三、高的低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性
數(shù)控機(jī)床各座表軸低速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性極大地影響到零件的加工精度。低速時(shí),速度可能時(shí)停時(shí)走、時(shí)快時(shí)慢,運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)性現(xiàn)象稱為爬行。
1、產(chǎn)生爬行的主要原因
1)摩擦副存在著靜、動(dòng)摩擦系數(shù)不同和當(dāng)處于邊界或混合摩擦?xí)r,動(dòng)摩擦系數(shù)又隨滑動(dòng)速度的增加而降低,可能出現(xiàn)負(fù)阻尼或零阻尼。
2)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的剛度不足
2、消除爬行的措施
(1)減少靜、動(dòng)摩擦系數(shù)之差和改變動(dòng)摩擦系數(shù)隨速度變化特性
1)用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦;2)用純液體摩擦代替普通滑動(dòng)摩擦;3)采用低摩擦副材料;4)采用高性能潤(rùn)滑油以改變摩擦特
(2)提高傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)剛度
四、高的定位精度
機(jī)床工作臺(tái)的定位精度受到所有電氣或機(jī)械裝置及元件設(shè)計(jì)和制造精度的綜合影響,機(jī)械部分影響定位精度的因素:
1、機(jī)械傳動(dòng)部分的誤差 (1)齒輪副的傳動(dòng)誤差;(2)滾珠絲杠螺母副的傳動(dòng)誤差
2、導(dǎo)軌副的誤差
3、機(jī)械傳動(dòng)部分的受力變形
4、機(jī)械傳動(dòng)部分的熱變形
5、矢動(dòng)量的來(lái)源和消除措施
五、熱變形對(duì)加工精度的影響
熱變形影響加工精度的重要因素。
熱源:機(jī)床的內(nèi)部熱源,如主電動(dòng)機(jī)等
原因:受熱構(gòu)件分布不均勻,溫升不一致,不均勻的熱膨脹變形,影響刀具與工件正確的相對(duì)位置。減少機(jī)床熱變形及其影響的措施:
1、減少機(jī)床內(nèi)部熱源和發(fā)熱量
2、改善散熱和隔熱條件
3、均熱
4、合理設(shè)計(jì)機(jī)床的結(jié)構(gòu)布局
六、人機(jī)關(guān)系要求
機(jī)床操作方便、省力、容易掌握、不易發(fā)生操作錯(cuò)誤和故障。