高速加工(gōng)對機床結構的(de)基本(běn)要求和設計原則

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       由(yóu)于高速加(jiā)工中的切削速度，進給速度和加減速度都大，因此機床的發熱量，運動部件的慣量也大，容易導緻機床結構的(de)過量(liàng)溫升、熱變形和産生(shēng)沖擊振動，zui終會影響到加工精度、質量乃至機床和(hé)刀具的工作壽命和可靠性。所以，高速加工對(duì)機床(chuáng)結構的基(jī)本要求，首先是要三高，即靜剛度高、動剛度高和熱剛度高，也就是說，“三剛”特性要(yào)好；其次是運動部件要輕量化，即要盡量減少傳動系統的慣量。為此，機(jī)床結構設計應采取的原則措施是：

       為了提高結構的靜剛度，首先(xiān)是(shì)選擇彈性模量大的材(cái)料，如鋼、鑄鐵等作為結構件的基本材料；其次是根據受(shòu)力的性質（拉，壓或扭）和條(tiáo)件（力的大小(xiǎo)，方向和作用點）選擇合理的結構截面形狀、尺寸(cùn)、筋壁布置和機(jī)床的總體布局；三是結構件間(jiān)的接合面要平整，面(miàn)積大小要适當(dāng)，接觸點在接合(hé)面上的分布要(yào)均勻(yún)，連接要牢固等；四是盡量采用箱形和整(zhěng)體(tǐ)型結構。

       為了提高結構(gòu)的動剛度，首先是在保證靜剛度的前提下，選擇阻尼系數大的材(cái)料，如人造花崗岩，鑄鐵等作為基礎(chǔ)結構件的材料；二是通過(guò)模型試驗或模态分析合理設計和調整結構的質量分布(bù)和結構接合面的剛度值，以改變(biàn)結構系(xì)統本身的固(gù)有振動頻率，使其遠離(lí)切削過(guò)程中所産生的強迫振動頻率，避免産生共振(zhèn)的(de)可能性；三是有意采用能增加附(fù)加阻(zǔ)尼(ní)的結構設計，如帶夾芯的雙(shuāng)層壁鑄件和非連續焊接的焊件等；四是直線(xiàn)運動部件的支承導軌面間距離要盡可能(néng)寬闊，驅(qū)動力的作用線要居中并盡可能靠近(jìn)運(yùn)動部件的重心，傳動鍊中應無反向間隙，以保證運動平穩，無沖擊(jī)。

為了提高結構的熱剛度，原則上首先應采用熱容量大、熱脹系數小的材料和熱脹系數相近的材料作為結構材料(liào)；其次是根據機床上的熱源和溫度(dù)場的分布情況，盡量采用熱對(duì)稱(chēng)和方便散熱或強迫冷卻的結構，包括采用熱(rè)補償措施的結構(gòu)等，以(yǐ)減少熱變形帶來的(de)對機床幾何精度和工作性能的影響。
為了減少運動部件的重量(liàng)和傳動系統的慣量，一是選用比重小(xiǎo)的材料，如鋁合金和複合材料等，作為運動部件的結構材(cái)料；二是在保證剛度和承載能力的前提下，盡量去除(chú)多馀的材料；三是(shì)采用(yòng)直接傳動，簡化傳動系統，縮短傳動鍊，以(yǐ)提高機(jī)床的運動品(pǐn)質。

        現實中能同時滿(mǎn)足上述條件要求的(de)材料和結構是沒有的，隻能按實際要求進(jìn)行(háng)綜合評估後選取。