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如何合理選擇數(shù)控機床鋼度構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式？
由于數(shù)控機床加工狀態(tài)的瞬時多變情況復(fù)雜，通常很難對結(jié)構(gòu)剛度進行精確的理論計算。設(shè)計者只能對部分構(gòu)件(如軸、絲杠等)用計算方法計算其剛度，而對床身、立柱、工作臺和箱體等零件的彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，接合面的接觸變形等，只能將其簡化后進行近似計算，其計算結(jié)果往往與實際相差很大，故只能作為定性分析的參考。近年來，雖然在機床結(jié)構(gòu)設(shè)計中采用有限元法進行分析計算，但是一般來講，在設(shè)計時仍需要對模型、實物或類似的樣機進行試驗、分析和對比以確定合理的結(jié)構(gòu)方案，盡管如此，遵循下列原則和措施，仍可以合理地提高機床的結(jié)構(gòu)剛度。
(1)正確選擇截面的形狀和尺寸
構(gòu)件在承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷后，其變形大小取決于斷面的抗彎和扭轉(zhuǎn)慣性矩，抗彎和扭轉(zhuǎn)慣性矩大的其剛度就高。形狀相同的斷面，當(dāng)保持相同的截面積時，應(yīng)減小壁厚、加大截面的輪廓尺寸，圓形截面的抗扭剛度比方形截面的大，抗彎剛度則比方形截面的小;封閉式截面的剛度比不封閉式截面的剛度大很多;壁上開孔將使剛度下降，在孔周加上凸緣可使抗彎剛度得到恢復(fù)。
(2)合理選擇及布置隔板和筋條
合理布置支承件的隔板和筋條，可提高構(gòu)件的靜、動剛度。幾種立柱的結(jié)構(gòu)，在內(nèi)部布置有縱、橫和對角筋板，對它們進行靜、動剛度試驗的結(jié)果。對一些薄壁構(gòu)件，為減小壁面的翹曲和構(gòu)件截面的畸變，其中以蜂窩狀加強筋較好。它除了能提高構(gòu)件剛度外，還能減小鑄造時的收縮應(yīng)力。
(3)提高構(gòu)件的局部剛度
數(shù)控機床的導(dǎo)軌和支承件的聯(lián)接部件，往往是局部剛度最弱的部分，但是聯(lián)接方式對局部剛度的影響很大。給出了導(dǎo)軌和床身聯(lián)接的幾種形式，如果導(dǎo)軌的尺寸較寬時，應(yīng)用雙壁聯(lián)接型式，導(dǎo)軌較窄時，可用單壁或加厚的單壁聯(lián)接，或者在單壁上增加垂直筋條以提高局部剛度。
(4)選用焊接結(jié)構(gòu)的構(gòu)件
數(shù)控機床的床身、立柱等支承件，采用鋼板和型鋼焊接而成，具有減小質(zhì)量提高剛度的顯著優(yōu)點。鋼的彈性模量約為鑄鐵的兩倍，在形狀和輪廓尺寸相同的前提下，如要求焊接件與鑄件的剛度相同，則焊接件的壁厚只需鑄件的一半;如果要求局部剛度相同，則因局部剛度與壁厚的三次方成正比，所以焊接件的壁厚只需鑄件壁厚的80%左右。此外，無論是剛度相同以減輕質(zhì)量，或者質(zhì)量相同以提高剛度，都可以提高構(gòu)件的諧振頻率，使共振不易發(fā)生。用鋼板焊接有可能將構(gòu)件做成全封閉的箱形結(jié)構(gòu)，從而有利于提高構(gòu)件的剛度。
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