青岛五重数控机床的结构设计基本原则

青岛五重数控针对数控机床的结构特点,并结合机床结构动态性能的基本要素,数控机床结构设计应遵循以下几点:
1:力封闭环长度zui短,环节zui少原则。
2:机床各阶模态频率zui高原则。
3:结构重心zui低原则
机床结构重心对其动态性能影响较大。对单个部件而言,一般都有单一的支撑面。以床身为例,其支撑在地基上,降低重心高度,可有效提高 摆动的模态频率。而对整个机床结构而言,部件间相对于支撑面的相对摆动阵型,特别是工件箱与刀具箱之间的相对摆动(音叉阵型),将直接影响切削性能和加工质量。因此,在满足结构静刚度条件下,尽可能减少上部结构的材料使用量,采用等强度梁,板或筋板厚度变化等结构,使其重心下移。
4:各阶频率均匀分布原则
机械结构是由质量和刚度连续分布的物体组成,为连续的弹性体,经离散化处理可以看成是由质量和刚度集中在若干点上的离散元件组成,构成多自由度振动系统。这一系统具有多种频率的振动形态,各种振动的固有频率不同。各阶 固有频率分布尽量均匀,如果两个频率相邻很近,就会使两个振动叠加,产生较大的振动。
5:传递力的框架结构各组成环节等刚度
等刚度原则是指机床结构各组成环节的动刚度相差不大,各零件的*阶固有频率相当,这样才能使机床的受力变形均匀分配到每个力组成环的部件上,避免刚度不均引起的局部结构变形过大,出现刚度薄弱的部件。
6:结构固有频率下地上高原则
7:结构频率避免与切削力的激动频率重合原则
结构当激励频率与结构固有频率相同时,结构动力放大系数一般要超过1,这将直接影响结构的动态特性,对结构振动和疲劳产生很大影响。同时使切削产生严重震颤与噪声,甚至损毁零部件。因此,在机床设计阶段,应调整结构使其模态频率与加工时切削力的激励频率不发生重合。
8:重心驱动运动部件原则
重心驱动是使驱动力的方向通过被驱动结构重心。*,在推动物体时,作用力的合力方向如果不通过物体的重心则会产生扭矩作用。
9:修改结构薄弱模态原则
结构薄弱模态是指结构的低阶模态中存在相对过大或过小的模态柔度,且该模态阵型明显影响加工性能。应用元结构与变化量动态设计进行有限元结构分析使该模态振型的频率尽量提高,或使其模态阵型改变,从而提高结构的动刚性,避免切削颤振的产生。
10:主切削力方向与机床结构主刚度方向重合原则
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