機床的加工精度的精度和加工的穩定性一直是制 造業的研究熱點, 而 Z軸的穩定性是決定機床加工精度的關鍵性因素之一 。 Z軸結構設計得是否合理更是解決 Z軸問題的根本 。
1 雕銑機 Z軸設計過程的回顧
在矩形導軌應用之前, 人們使用的是圓導軌 ??紤]到平衡 Z軸重力, 將導軌進行平裝 (圖 1 ) 。但是, 這種安裝方式漸漸暴露其不足之處 — —圓導軌的剛性較差 。由于溜板及其組件重力的影響使得導軌1向下發生饒曲變形, 導軌 2向上發生饒曲變形 (圖 2 ), 兩次變形通過溜板被放大, 并進行疊加, 引起了 Z軸較大的偏角 。對機床的加工精度產生較大的影響。之后人們改進了導軌的安裝,將其裝在豎直方向上 (圖 3 ) 。這種安裝方法雖然不能平衡重力, 但是橫梁的剛性得到了明顯的增強, 機床的加工精度也得到了很大的改善。當矩形導軌得到應用之后, 人們繼續沿用以前圓導軌的安裝方式 — —豎直安裝。由于方導軌是安裝在橫梁上, 其剛性已能遠遠滿足機床的需求 ?,F在要想進一步提高機床的精度必須考慮如何平衡整個 Z軸 (包括溜板、 滑板及主軸 ) 的重力 ? 使得 Z軸與工作臺保持穩定的垂直。在這方面人們大多關注研究如何將 Z軸的重心盡可能地靠近橫梁和減輕 Z軸的重量, 為此出現了幾種設計的結果 :將 Z軸導軌反裝 (圖 4) 和正裝 (圖 5) ( “JT- GK600” 系列 ), 或是將一個導軌裝在水平方向上。采用反裝, 因為反裝可以使整個 Z軸的重心靠近橫梁, 減小了 Z軸重力產生彎矩而引起的與豎直方向的偏角。采用正裝, 因為正裝可以減小滑板的重量, 降低 Z軸的重量和慣性 。實際上, 這兩種設計思路各有優缺點但都沒有解決 Z軸存在的根本問題 。
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宇匠數控專業生產:高速精密 雕銑機、精雕機、石墨機、鉆攻中心、加工中心;
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