提高機床的靜、動剛度由機床床身、底座、立柱等支承件變形所產(chǎn)生的定位和加工誤差取決于它們的結(jié)構(gòu)剛度,而這些誤差在加工過程中不能進行人為的調(diào)整與補償。因此,必須把移動部件的質(zhì)量和切削力引起的彈性變形控制在zui小限度之內(nèi),以保證所要求的加工精度與表面質(zhì)量。為些,必須采取措施,提高數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)剛度。
1)合理選擇支承件的結(jié)構(gòu)形式支承件受彎曲和扭轉(zhuǎn)載葆后,其變形大小取決于斷面的抗彎扭慣性矩。截面積相等開關(guān)相同的斷面,應減少壁厚,加大截面的輪廓尺寸:抗扭選用圓戴面,抗彎選用方截面;支承件的截面盡可能選用封閉型,當側(cè)壁上開孔時,在孔周圍加上凸緣可提高抗彎剛度。合理地布置支承件的隔板的筋條,可提高構(gòu)件的剛度,隔板、助條可橫向、縱向或?qū)遣贾茫欣谔岣邩?gòu)件的抗彎、抗扭慣性矩。對臥式機床的床身布置隔板和肋條,要考慮方便排屑。機床導軌與支承件的聯(lián)結(jié)部分往往是局部剛度zui弱的地方,旭果導軌尺寸較窄,可用單壁或加厚單壁聯(lián)結(jié),或者在單壁上增加垂直筋條以提高局部剛度;如果導軌尺寸較寬時,應對雙壁聯(lián)結(jié)。提高機床各部件的接觸剛度能夠增加機床的承載能力。通常采用刮研的方法增加單位面積上的接觸點;在結(jié)合面之間施加足夠大的預加載荷也能增加接觸面積,減少接觸變形。
2)合理的結(jié)構(gòu)布局床身、立柱上的較重移動部件應盡可能置于構(gòu)件的中間,可減少自重和切削力引起的變形。以臥式鏜床或臥式加工中心為例,如果主軸箱單面懸掛闡述側(cè)面,主軸箱自重使闡述產(chǎn)生彎曲變形;切削力將使闡述產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形。
3)采用補償變形的措施如果能夠測出著力點的相對變形大小和方向,或者預知構(gòu)件的變形規(guī)律,就可采取相應的措施來補償變形以削除受力變形的影響,其結(jié)果相當于提高了機床的剛度。
4)合理選用構(gòu)件的材料床身、立柱等支承件,采用鋼板或型鋼焊接而成,具有減輕重量提高風度的顯著特點。鋼的彈性模量絕是鑄鐵的兩倍,在與輪廓尺寸相同的前提下,如果焊接件與鑄件的剛度相同,則焊接件的壁厚只要鑄件的一半。如果要求的局部剛度相同,因局部風度與壁厚的三次方成正比,焊接件的壁厚也只需鑄件壁厚80%左右。將型砂或混凝土等阻尼材料填充在支承件的夾壁中,可以有效地提高阻尼特性,增加支承件的動風度。直接利用混凝土、樹脂混凝土或人造花崗巖作支承件的材料,可顯著提高支承件的抗振性,提高數(shù)控機床的加工精度。