数控铣床提高机床的静、动刚度具

　　在一般情况下，精工铣床是按照手动输人数据(MDI)方式提供的指令进行工作的。由机床床身、导轨、工作台、刀架和主轴箱的儿何精度与变形所产生的定位误差取决于它们的
 

　　结构刚度，而且这些误差在加工过程中不能进行人为的调整与补偿。因此，必须把移动部件的质量和切削力引起的弹性变形控制在最小限度之内，以保证所要求的加工精度与表面质量。在设计时应根据各部件的受力的大小和方向来确定相应的结构和尺寸。
 

　　为了提高数控铣床主轴的刚度，除了经常采用三支承结构以外，还可选用刚性很好的双列短圆柱滚子轴承和角接触向心推力轴承，以减小主轴的径向和轴向变形。

　　加强肋板的结构对机床大件的刚度有着明显的影响。图2一1为方形截面立柱加强肋板类图2一1方形截面立柱加强肋板类型示意圈型示意图。表2-1给出了立柱在加肋前后的静刚度的比值。从表中数据可以看出，立柱在增加十字形肋板之后，质量增加不多.而扭转刚度提高了17倍。因此在设计时必须仔细考虑加强肋板的影响。
 

　　在大型精工铣床中，移动载荷给机床的变形带来很大的影响。除了加强构件的刚度之外，某些机床采用液力平衡或重块平衡来减少构件的变形。图2一2是重块平衡结构示意图，它利用重块可以有效地减小主轴箱在左右移动时对横梁变形的影响。另外，如果把横梁的导轨加工成中凸形，也能抵消一部分横梁的变形。
 

　　刀架是精工车床的薄弱环节，为了能够进行稳定的重切削，提高刀架刚度是极为重要的。所以除了注意转台大小和刀具数的合理设计外，还应该尽可能地减小alb的数值(如图2一3所示，a为支点到切削力的距离,b为支点到夹紧力的距离)。此外，在刀具外伸量一定的情况下，增大刀架底座的尺寸是提高刚度的有效途径。
 

　　提高机床各部件的接触刚度能够增加机床的承载能力，采用刮研的方法可以增加单位面积上的接触点;在结合面之间施加足够大的预加载荷也能够增加接触面积，这些措施都能有效地提高接触刚度。

　　由于精工机床具有高效率的特点，其主运动功率比同类型普通机床的主运动功率大得多。为了充分发挥精工机床的加工能力，并能进行稳定的切削，在保证静刚度的前提下还必须提高其动刚度。切削过程中的振动不仅直接影响工件的加工精度和表面质量，而且还会降低刀具寿命，甚至使加工无法继续进行。在传统机床上加工时，操作者可以通过改变切削用量或改变刀具的几何角度来消除或减少振动。但精工机床在加工过程中不允许进行类似的人工调整，因此必须对它的动态特性提出更高的要求。
 

　　改善动态特性的方法主要是:提高系统的静刚度、增加阻尼以及调整构件的质量和自振频率。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，减小结构质量，又可以增加构件本身的阻尼。因此，近年来在一些精工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的衰减，它对提高抗振性也有较好的效果。

　　在设计机床构件时可以通过调整质量来改变系统的自振频率，使它远离工作范围内所存在的强迫振动源的频率。
 

　　小型精工钻铣床中的旋转零部件应尽可能进行良好的动平衡，以减少强迫振动源;或者用弹性材料将振源隔离，以减少振源对机床的影响。