電火花數控機床剛度概念及提高剛度措施 電火花數控機床的剛度是指在切削力和其他力作用下,抵抗變形能力。數控電火花機床比普通機床要求具有更高的靜剛度和動剛度,有標準規定數控機床的剛度系數應比類似的普通機床高50%。 電火花數控機床在切削加工過程中,要承受各種外力的作用,承受的靜態力有運動部件和被加工零件的自重,承受的動態力有:切削力、驅動力、加減速時引起的慣性力、摩擦阻力等。機床的結構部件在這些力作用下,將產生變形,如固定連接表面或運動嚙合表面的接觸變形;各支承零件部的彎曲和扭轉變形,以及某些支承件的局部變形等,這些變形都會直接或間接地引起刀具和工件之間的相對位移,從而導致工件的加工誤差,或者影響機床切削過程的特性。 由于加工狀態的瞬時多變情況復雜,通常很難對結構剛度進行的理論計算。設計者只能對部分構件(如軸、絲杠等)用計算方法計算其剛度,而對床身、立柱、工作臺和箱體等零件的彎曲和扭轉變形,接合面的接觸變形等,只能將其簡化后進行近似計算,其計算結果往往與實際相差很大,故只能作為定性分析的參考。近年來,雖然在機床結構設計中采用有限元法進行分析計算,但是一般來講,在設計時仍需要對模型、實物或類似的樣機進行試驗、分析和對比以確定合理的結構方案,盡管如此,遵循下列原則和措施,仍可以合理地提高機床的結構剛度。 1.合理選擇構件的結構形式 (1)正確選擇截面的形狀和尺寸 構件在承受彎曲和扭轉載荷后,其變形大小取決于斷面的抗彎和扭轉慣性矩,抗彎和扭轉慣性矩大的其剛度就高。 (2)合理選擇及布置隔板和筋條 合理布置支承件的隔板和筋條,可提高構件的靜、動剛度。 對一些薄壁構件,為減小壁面的翹曲和構件截面的畸變,可以在壁板上設置圖7—2所示的筋條,其中以蜂窩狀加強筋較好,如圖中(f)所示。它除了能提高構件剛度外,還能減小鑄造時的收縮應力。 (3) 提高構件的局部剛度 機床的導軌和支承件的聯接部件,往往是局部剛度zui弱的部分,但是聯接方式對局部剛度的影響很大。 (4)選用焊接結構的構件 機床的床身、立柱等支承件,采用鋼板和型鋼焊接而成,具有減小質量提高剛度的顯著優點。鋼的彈性模量約為鑄鐵的兩倍,在形狀和輪廓尺寸相同的前提下,如要求焊接件與鑄件的剛度相同,則焊接件的壁厚只需鑄件的一半;如果要求局部剛度相同,則因局部剛度與壁厚的三次方成正比,所以焊接件的壁厚只需鑄件壁厚的80%左右。此外,無論是剛度相同以減輕質量,或者質量相同以提高剛度,都可以提高構件的諧振頻率,使共振不易發生。用鋼板焊接有可能將構件做成全封閉的箱形結構,從而有利于提高構件的剛度。 2.合理的結構布局可以提高剛度 數控機床的拖板和工作臺,由于結構尺寸的限制,厚度尺寸不能設計得太大,但是寬度或跨度又不能減小,因而剛度不足,為彌補這個缺陷,除主導軌外,在懸伸部位增設輔助導軌,可大大提高拖板和工作臺的剛度。 3.采取補償構件變形的結構措施 當能夠測出著力點的相對變形的大小和方向,或者預知構件的變形規律時,便可以采,取相應的措施來補償變形以消除其影響,補償的結果相當于提高了機床的剛度。 本文經由蘇州中航長風數控科技有限公司:中走絲線切割 電火花線切割,電火花穿孔機,電火花成型機,取斷絲錐機,電解去毛刺-編輯整理發布。 |