數(shù)控電火花線切割之機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)良特性簡析（一） 數(shù)控線切割機(jī)床是一種高精度、率的自動化加工設(shè)備。盡管數(shù)控線切割機(jī)床價(jià)格偏貴，一次性投資大，但仍然為機(jī)械制造廠家所普遍采用并取得很好的經(jīng)濟(jì)效益，其原因在于數(shù)控線切割機(jī)床能自動化地，高精度、高質(zhì)量、率地解決中、小批量的加工問題。數(shù)控技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展及在機(jī)床上的應(yīng)用，為數(shù)控機(jī)床的自動化、高精度、率提供了可能性，但要將可能性變成現(xiàn)實(shí)，則必須要求數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的特性才能保證。這些特性包括結(jié)構(gòu)的靜剛度、抗振性、熱穩(wěn)定性、低速運(yùn)動的平穩(wěn)性及運(yùn)動時(shí)的摩擦特性、幾何精度、傳動精度等。 一、提高機(jī)床結(jié)構(gòu)的靜剛度 機(jī)床結(jié)構(gòu)的靜剛度是指在切削力和其他力的作用下，機(jī)床抵抗變形的能力。 機(jī)床在加工過程中，受多種外力的作用，包括運(yùn)動部件和工件的自重、切削力、驅(qū)動力、加減速時(shí)的慣性力、摩擦阻力等。機(jī)床的各部件在這些力的作用下將產(chǎn)生變形，如 各基礎(chǔ) 件的彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，支承構(gòu)件的局部變形，固定 連接面和運(yùn)動嚙合面的接觸變形等。這些變形都會直接或間接地引起刀具與工件之間產(chǎn)生相對位移，破壞刀具和工件原來所占有的正確位置，從而影響機(jī)床的加工精度和切削過程的特性，所以，提高機(jī)床的靜剛度是機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的普遍要求。數(shù)控機(jī)床為獲得率而具有的大功率和高速度，使它所承受的各種外力負(fù)載更加惡劣，而且加工過程的自動化也使得加工誤差無法由人工干預(yù)來修正和補(bǔ)償，所以，數(shù)控機(jī)床的變形對加工精度的影響會更為嚴(yán)重。為了保證數(shù)控機(jī)床在自動化、率的切削條件下獲得穩(wěn)定的高精度，其機(jī)械結(jié)構(gòu)應(yīng)具有更高的靜剛度，有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定數(shù)控機(jī)床的剛度系數(shù)應(yīng)比類似的普通機(jī)床高 50 ％。 1 ．合理設(shè)計(jì)基礎(chǔ)件的截面形狀和尺寸，采用合理的筋板結(jié)構(gòu) 機(jī)床在外力的作用下， 各基礎(chǔ)件將 承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷，其彎曲和扭轉(zhuǎn)變形的大小則取決于基礎(chǔ)件的截面抗彎 和抗扭慣性矩 ，抗彎、 抗扭慣性矩大，變形則小，剛度就高。 2 ．采用合理的結(jié)構(gòu)布局，改善機(jī)床的受力狀態(tài)，提高機(jī)床的靜剛度 在切削力、自重等外力相同的情況下，如果能改善機(jī)床的受力狀態(tài)，減小變形，則能達(dá)到提高剛度的目的。以機(jī)床主軸為例，在其他條件不變的情況下，縮短主軸前端的懸伸長度，可以減小主軸承受的彎矩，從而減小主軸前端的撓度，提高主軸的剛度。 采用合理的機(jī)床結(jié)構(gòu)布局，可以顯著地改善機(jī)床的受力狀況，提高機(jī)床的剛度。 3 ．補(bǔ)償有關(guān)零、部件的靜力變形 在外力的作用下，機(jī)床的變形是不可避免的，如果能采取措施使變形對加工精度的影響減小，其結(jié)果相當(dāng)于提高了機(jī)床的剛度。依照這一思路，產(chǎn)生了許多補(bǔ)償有關(guān)零、部件的靜力變形的方法，這種方法普遍用于補(bǔ)償因自重而引起的靜力變形。 4 ．提高機(jī)床各部件的接觸剛度 在機(jī)床各部件的固定連接面和運(yùn)動副的結(jié)合面之間，總會存在宏觀和微觀不平，兩個(gè)面之間真正接觸的只是一些高點(diǎn)，實(shí)際接觸面積小于兩接觸表面的面積 （ 名義接觸面積 ） ，因此，在承載時(shí)，作用于這些接觸點(diǎn)的壓強(qiáng)要比平均壓強(qiáng)大得多，從而產(chǎn)生接觸變形。 由于機(jī)床總有為數(shù)較多的靜、動連接面，如果不注意提高接觸剛度，各連接面的接觸變形就會大大降低機(jī)床的整體剛度，對加工精度產(chǎn)生非常不利的影響。 5 ．采用鋼板焊接結(jié)構(gòu) 長期以來，機(jī)床基礎(chǔ)件主要采用鑄鐵件。近年來，以鋼板焊接結(jié)構(gòu)代替鑄鐵件的趨勢不斷擴(kuò)大，從開始在單件和小批量的重型和超重型機(jī)床上的應(yīng)用，逐步發(fā)展到有一定批量的中型機(jī)床。
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