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数控机床结构的要求

时间:2018-11-12 14:50   作者:admin 点击: 次
根据数控机床的适用场合和机构特点,对数控机床结构因提出以下要求: 
  (一)较高的机床静、动刚度 
  数控机床是按照数控编程或手动输入数据方式提供的指令自动进行加工的。由于机械结构(如机床床身、导轨、工作台、刀架和主轴箱等)的几何精度与变形产生的定位误差在加工过程中不能人为地调整与补偿,因此,必须把各处机械结构部件产生的弹性变形控制在最小限度内,以保证所要求的加工精度与表面质量。 
  为了提高数控机床主轴的刚度,不但经常采用三支撑结构,而且选用钢性很好的双列短圆柱滚子轴承和角接触向心推力轴承铰接出相信忒力轴承,以减小主轴的径向和轴向变形。为了提高机床大件的刚度,采用封闭界面的床身,并采用液力平衡减少移动部件因位置变动造成的机床变形。为了提高机床各部件的接触刚度,增加机床的承载能力,采用刮研的方法增加单位面积上的接触点,并在结合面之间施加足够大的预加载荷,以增加接触面积。这些措施都能有效地提高接触刚度。 
  为了充分发挥数控机床的高效加工能力,并能进行稳定切削,在保证静态刚度的前提下,还必须提高动态刚度。常用的措施主要有提高系统的刚度、增加阻尼以及调整构件的自振频率等。试验表明,提高阻尼系数是改善抗振性的有效方法。钢板的焊接结构既可以增加静刚度、减轻结构重量,又可以增加构件本身的阻尼。因此,近年来在数控机床上采用了钢板焊接结构的床身、立柱、横梁和工作台。封砂铸件也有利于振动衰减,对提高抗振性也有较好的效果。 
  (二)减少机床的热变形 
  在内外热源的影响下,机床各部件将发生不同程度的热变形,使工件与刀具之间的相对运动关系遭到破环,也是机床季度下降。对于数控机床来说,因为全部加工过程是计算的指令控制的,热变形的影响就更为严重。  
    (三)减少运动间的摩擦和消除传动间隙 
  为了使工作台能对数控装置的指令作出准确响应,就必须采取相应的措施。目前常用的滑动导轨、滚动导轨和静压导轨在摩擦阻尼特性方面存在着明显的差别。在进给系统中用滚珠丝杠代替滑动丝杠也可以收到同样的效果。目前,数控机床几乎无一例外地采用滚珠丝杠传动。 
  数控机床(尤其是开环系统的数控机床)的加工精度在很大程度上取决于进给传动链的精度。除了减少传动齿轮和滚珠丝杠的加工误差之外,另一个重要措施是采用无间隙传动副。对于滚珠丝杠螺距的累积误差,通常采用脉冲补偿装置进行螺距补偿。 
  (四)提高机床的寿命和精度保持性 
  为了提高机床的寿命和精度保持性,在设计时应充分考虑数控机场零部件的耐磨性,尤其是机床导轨、进给伺港机主轴部件等影响进度的主要零件的耐磨性。在使用过程中,应保证数控机床各部件润滑良好。 
  (五)减少辅助时间和改善操作性能 
  在数控机床的单件加工中,辅助时间(非切屑时间)占有较大的比重。要进一步提高机床的生产率,就必须采取促使最大限度地压缩辅助时间。目前已经有很多数控机床采用了多主轴、多刀架、以及带刀库的自动换刀装置等,以减少换刀时间。对于切屑用量加大的数控机床,床身机构必须有利于排屑。
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