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立式加工中心結構設計以高速、高精、為基礎
閱讀：1239 發(fā)布時間：2017-8-1
立式加工中心為保證機床的精度穩(wěn)定，床身、立柱、滑座、主軸箱等都采用有限元分析，應用高阻尼性能的鑄鐵制造；公道的截面設計和筋格布置，盡量避免行程中出現(xiàn)不公道的懸臂狀態(tài)；導軌采用高剛性滾柱導軌，安裝基面精密刮研。
機床設計從常用的功能設計進一步發(fā)展為機床結構的剛度設計、精度設計、高速化設計、誤差補償技術、壽命設計和可靠性設計等現(xiàn)代*機床設計技術。為了實現(xiàn)精密機床設計要求，在機床設計中對各方面進行了綜合考慮。
為保證機床結構設計的公道性，對基礎件、傳動系統(tǒng)、主軸及整機都進行了有限元分析，找出設計的薄弱環(huán)節(jié)加以改進，對機床整體性能優(yōu)化和高剛性設計起到很好的指導作用。
在設計開發(fā)過程的初期，初步設計了外形尺寸和工作區(qū)范圍相同而結構不同的四套方案，即：定梁頂置滑枕式、定立柱十字工作臺式、橫梁滑座式和定立柱三坐標單元式四種結構。通過有限元剛度分析和加工誤差分析，得出方案1(即定梁頂置滑枕式)的剛度是zui大的，且誤差分配也比較公道，所以在實際設計中選擇了方案1。
按方案1的結構進行了機床整機和部件的設計，并且根據(jù)設計圖對機床整機和部件進行了有限元分析和結構參數(shù)改進，避免薄弱環(huán)節(jié)的出現(xiàn)。結論如下：與同類的立式加工中心相比，這臺機床在各個方向的剛度都具有較大的上風，綜合當量剛度約進步40%至兩倍以上，并且三個方向的剛度值較均勻
立式加工中心這種布局結構的優(yōu)點是：床身、立柱分體，且主要構件均呈箱形結構，加工中不易變形，加工工藝性好；結合面較大，基礎穩(wěn)固，主軸懸伸小，整體結構剛度高；左右*對稱式設計，主軸X向熱平衡較好；Y向懸伸小，熱變形影響小；X、Y、Z軸移動部件輕，加速性好；構件結構穩(wěn)固易于保證導軌運動精度，精度穩(wěn)定性好。