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数控机床机械结构应满足的基本要求
日期：2013年08月02 来源：本站原创 关键字：数控机床机械结构应满足的基本要求
为了保证高精度、高效率、高自动化的加工，数控机床对其机械结构主要有以下的基本要求：
1）高的刚度
由于数控机床的先期投入比较大，为了取得与投入相应的经济效益，应提高数控机床的使用效率。在机械加工中，数控机床通常采用重切削来最大限度地提高切削效率，机床将承受多种外力的作用，包括机床运动部件和工件的自重、切削力、加减速的惯性力及摩擦力等。机床的受力部件将在这些力的作用下产生变形。因此，机床的床身、工作台、主轴、立柱、刀架等主要部件均需要有很高的刚度，工作中应无变形和振动。要提高机床的刚度，必须提高其支承部件的整体刚度、主轴部件的刚度、各部件之间的接触刚度以及刀具部件的刚度等，保证工作中应无变形和振动。
支承件的整体刚度是通过合理的设计结构（如支承件的截面形状和尺寸、加强盘的开关及布置）来保证的。在大型数控机床中，移动部件重量对机床变形带来的影响很大。除了上面的方法外，还可以采用液压平衡和重块平衡来减少构件的变形。
主轴部件的刚度主要是通过合理采用支承结构、配置滚动轴承、采用静压轴承或动压轴承、对滚动轴承进行合理的预紧等方法来提高。
机床各部件的接触刚度的提高能有效地增强机床的整体整机刚度，采用刮研的方法增加单位面积上的接触点及在结合面之间施加足够的预加载荷 等都是提高接触刚度的有效措施。
提高机床动刚度的目的是为了提高系统的静刚度，增加阻尼以及调整构件的质量和自振频率，减少机床的内部振源，充分发挥数控机床的高效加工效能，稳定高速切削。可以采用钢板的焊接结构，既可以减轻结构重量，又可以增加构件本身阴尼；对铸件采用封砂结构，有利于提高抗震性等。
2）高灵敏度和高抗震性
数控机床在自动加工状态下工作，精度要求比普通机床高，因而运动部件应具有高灵敏度。为了使运动部件具有高的灵敏度，通常在导轨部件中采用滚动导轨、兼导轨、静压导轨等，以减少摩擦力，在低速运动时无爬行现象。数控机床的工作台、刀架等驱动装置，通常采用步进、直流、交流或直线伺服电动机，并采用滚珠或静压丝杠传动。主轴轴承通常采用滚动轴承和不胫而走轴承来保证调整旋转下的风度和高灵敏度。
数控机床的一些运动部件，除了应具有高刚度、高灵敏度外还应具有高抗震性。在高速、重切削情况下应无振动，以保证加工工件的高精度和低表面粗糙度。另外，应特别避免切削时的谐振。
3）好的热稳定性
数控机床的热变形是影响加工精度的重要因素。数控机床由于各种热源散发的热量传递给机床的各个部件，引起温升，产生热膨胀，改变刀具和工件的正确相对位置，影响了加工精度。
机床的热稳定性好坏是多方面综合的结果。包括控制热源和发热量，尽量将电机、液压系统等布置干机床本体之外，快速排除切屑；改善散热和隔热条件，如采用强制外循环润滑冷却，采用多喷嘴、大流量冷却系统直接喷射切削部位，迅速将高温切屑带走；改进机床布局和结构设计，如采用热对称结构设计，采用热传导对称结构设计等。
高的可靠性
高的可靠性是指数控机床的机械结构应具有较高的精度保持性和长期工作的稳定性。在调整、强力切削情况下满载工作时，为了保证机床长期具有稳定的加工精度，要求数控机床具有较高的精度保持性。除了应正确的地选择有关零件的材料，以防止使用中的变形和快速磨损外，还要采取一些工忆性措施，如将导轨淬炎、磨削、将导轨粘贴抗磨塑料等，以提高运动部件的耐磨性。
数控机床在自动或半自动条件下工作，要求机床具有较高的工作稳定必一。为些除保证运动部件不出故障外，频繁动作的刀库、换刀机构、托盘、工件交换装置等部件，必须保证能长期而可靠地工作。
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