數控機床結構的動靜態特性直接關系到其加工精度。 影響CNC加工中心性能的因素是機床的動靜態剛度, 為提高CNC加工中心的性能,需要對機床框架結構進行優化。
某龍門式CNC加工中心由于結構設計缺陷, 影響其加工精度,需要進行結構改進來提高其動靜態性能。根據機床結構動靜態剛度理論,整機結構優化達到的目標有:(1)增加整機結構的剛度,二者同時優化,需要研究結構靜剛度和動剛度之間關系。
1.1 影響結構靜剛度的因素
結構靜變形一般是由于受到拉、 壓載荷和彎、 扭力矩的作用。 各向同性的材料受某方向載荷時,會向 3 個方向變形,受力方向變形最大。根據胡克定律,軸(或梁)軸向拉伸和壓縮時縱向 變形為:靜剛度,即整機在施加同樣載荷的情況下,整機結構的靜變形減??;(2)盡量提高整機結構的固有頻率,使得機床在同樣質量情況下,整機的固有頻率盡量高。
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5 結論
通過優化,機床結構的各階固有頻率都有不同程度提高,各 向靜變形量有不同程度的降低,綜合變形降低了 41.6%,即靜剛度提高了 41.6%, 而總質量變化不大。 說明采用該結構優化方法,可以機床在同樣質量的情況下,降低機床的靜變形,提高機 床的加工精度; 提高機床的抗振能力, 降低機床加工時的振動量。 提高機床的加工效率和表面質量。
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