加工中心的床身和工作臺的特點要點
發(fā)布日期:2012-08-29 蘭生客服中心 瀏覽:4739
撰稿:蘭生數控機床銷售有限公司 田守春
1 .高速機床支承件的特點和要求
由于切削速度大幅度提高,產生振動的可能性增加,而且還要使機床的固有頻率不在切削速度范圍內,普通加工中心的床身和工作臺結構不適合高速加工。為了適應高速加工的要求,床身和工作臺要求:
1 )高的動、靜剛度和抗振性;
2 )好的精度保持性;
3 )更好的抗熱變形能力。
2 .改進床身和工作臺的方法
1 )改進基礎件結構 為適應高剛性、高精度、高壽命、高穩(wěn)定性要求,高速加工中心的床身、立柱、橫梁、工作臺的基礎件,結構上盡量采取整體鑄造。如圖 3 一 14 、圖 3 一 16 都為整體鑄造結構。
2 )改進材料 在材料上,高性能的加工中心大多應用高強度密烘( Mehanna )鑄鐵。同時,過去僅用于精密機床(精密車床、磨床)的聚合物混凝土、大理石已經開始用于高性能高速加工中心,如德國 Hermle 公司(圖1)、瑞士 Mikron 公司的高速加工中心,其立柱與底座等均采用聚合物混凝土整體鑄造。與鑄鐵比,其材料物理性能更好。
圖3-14 示出了德國 Hermle 公司制造的能夠高速移動進給的立式加工中心的基礎結構。三軸進給運動和前面提到的日本遠洲公司S400立式加工中心的情況相似,可以實現高速進給。其立柱與底座均采用聚合物混凝土整體鑄造,剛度更高,吸振性更好。德國阿亨大學機床研究所的研究表明,聚合物混凝土的動剛度是鑄鐵的 3 . 5 倍、熱導率為鑄鐵的 1 / 30 。同時,在同等體積條件下,聚合物混凝土的質量只是鑄鐵的約 1 / 2 ,這更適合于采用高速度和高加速度的要求。研究結果見表3-2、表3-3。
大理石聚合物混凝土整體鑄造的床身的振動性能和鑄鐵材料比較,其諧振峰值小得多,且共振頻率略向前移。見圖3-15。
3 )有限元方法分析機床的剛性和優(yōu)化結構設計 用有限元分析機床的動、靜剛性和振動特性,并且根據分析結果優(yōu)化結構設計,提高機床性能是高速機。床實現高剛度和高精度的先進有效的技益術手段。一些高檔次的高速加工中心都泵采用,如日本新工機的高速加工中心,在產品介紹中重點標明有限元方法的結果;大連機床廠的高速臥式加工中心和德國阿亨大學合作,對整體機床進行了有限元分析,從而保證了機床的性能。
有限元分析方法對研究機床的熱變形也非常有用,采用有限元分析的結果改進機床設計可以減少機床熱變形誤差。
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