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摘要:随着经济社会的迅猛发展,以数控机床为代表的机械制造业也是发展势头迅猛,尤其是对于多轴数控机床的研究,研究其机械结构对其进行精度分析具有重要意义。
关键词:多轴数控机床;机械结构;精度分析
1.多轴数控机床概述
多轴数控机床目前常见以及运用较为广泛的是四轴以上的数控机床,该类数控机床主要有三部分组成,分别是机床的主体部分,数据控制装置和伺服系统。数控机床相对于普通的机床结构也更加复杂,所以也具有更多的优点,执行动作更加的精确。第一,数控机床进行数据分析的时候,是利用数控系统计算机语言编写结构,采用该种编写结构的优点就是可以使加工工序有条不紊的进行,能够提高整个流程的规范性和准确性。第二,在装置的运行过程中,避免了需要对不同规格的零件分别操作,而是采用计算机编译系统集中操作。第三,该程序能够做到通过操控指令控制结构,对加工程序进行优化处理。
2.机械结构优化及设计
2.1机械结构特点
多轴数控机床不同于普通的数控机床,其具有明显的特点。第一,是自动化特征明显。在机床尤其是数控机床的发展过程当中,对自动化的要求越来越严格。自动化程度越高,越能提升优化机床的传动结构特征,越能够有效的接受数据系统发出的命令,有效地进行运行,尤其是运行速度以及运行轨迹等方面实现有效的升级。另外,自动化程度越高,越能实现主轴转速和辅助技能结构进行优化操作。第二,机械结构更加具有高新技术化特征。技术化是机床最重要的特征,技术化程度越高,越能够有效的提升机床的精度和稳定性。第三,机械结构更加智能化。由于数控机床是机床发展的未来趋势。实现集成功能与复合功能的有效结合,最终实现设备生产柔性化和无人操作智能化。
2.2多轴数控机床机械结构设计
第一,在机械结构当中,要保证静态参数和动态参数的精确性,使得生产参数符合项目,最重要的是,数据系统的输入指令,只有这样,参数才能符合要求,机械加工过程才能更加稳定,然后确保几何精度。 在实际操作过程当中,主轴、接触以及动态三者的刚度的采纳数,实现其数据的升级,最终实现最大的功效,实现三支撑结构的优化。
第二,做到对热变形的优化处理。在机床的实际运行过程当中,热变形的情况较为常见,热变形会大大降低机床的运行效率,所以必须确保热源可以从主机控件当中分离出来,优化散热效果和冷却效果。在发热过程当中,要集中关注发热最为严重的地方,一定要确保其与其他部位热度一致,这样才能减少因为温差造成的扭曲变形。
第三,何况分配机床加工过程当中的时间比例,减少次要辅助时间。在机械加工过程当中,要合理安排加工时间,减少次要的时间,比如非主切削时间。压缩无谓的非必要时间,做到真正的高效率,把时间用到刀刃上。关于压缩辅助时间的问题,要从设备出发,进行改进。首先要升级多主轴以及多刀架,或者是进行自动换刀的装置进行处理,通过该方式减少换刀时间,确保主要的时间集中在主营工作当中。
第四,提高耐磨性,延长机械寿命,确保运行精度。所有的工序,最终的目标都是机床机械结构的精确度,因此,所有影响精确度的参数和结构,都是尤为重要的对于提高其耐磨性也是至关重要,从而顺利完成整个运行结构。另外,在实际操作过程当中,设计人员要对热源温度进行把控,采取措施减少温度对控件的影响,确保热变形的发生是在道具切入的直角上,以此减少损耗,从而提高机床结构的使用寿命。
3.多轴数控机床的精度分析
机床的精度主要分为几何精度、定位精度、切削精度。几何精度反映的是机床的重要部位的几何误差,这些重要部位指的是功能工作台的平面,X、Y、Z坐标轴的垂直度,X、Y、Z坐标轴延伸方向的平行度等。定位精度顾名思义指的是,机床运动时所达到的位置精度。通常位置精度标准是ISO230-2标准和国标GB10931-89。位置精度和几何精度都会对切割精度产生重要影响,位置精度和几何精度对切割精度的影响是因和果的关系。切割精度指的是在切削过程当中,利用几何精度和定位精度的前提下,所能達到的切削精度。
在实际操作过程中,可以通过对机床结构的选择,然后结合变速齿轮主传动方式来提升效率,另外利用皮带传动的主传动方式,对于小型机床运动能够极大的提高效率,并且能够改变噪音和振幅过大的问题。第二,工作人员还可以调速电机作为主传动方式,这种方式的优点是能够得到项目的具体数值,做到更好的优化,从而推动在原来的基础上进行优化。
在针对主传动项目进行优化升级的时候,主要从以下三个方面进行。第一,对机械的前支撑结构采用一种轴承,比如采用双列短圆柱滚子轴承,该轴承要和向心推力球轴承保持六十度斜角。对后支撑项目,采用另一种轴承,比如采用成对的向心力推力球轴承结构。这样可以提高轴承的综合刚度,确保在实际施工过程当中能够按照实际情况进行实际操作。这样可以提高项目的实际参数,进行更加优质的运行。第二,有选取有效的参数框架,结合单双圆锥滚子轴承提高整体的参数项目,优化机床的机械结构,提高轴承定位和主轴的核载量。第三,在精度升级过程当中,对于前轴承项目,要利用高精度双列向心球推力轴承,这样可以大幅度的运行速度,确保整体参数框架能够更加有效,更加优化。
4.结论
数控机床的机械结构是一项综合设计工作,该工作完成的质量,关系到精确度的把握。所以要充分考虑控制方式、使用特点、使用寿命以及机床生产率对几何精度、定位精度等的影响,进一步关系到最终的切削精度。最终能够使得数控机床机械结构运行参数进行统计和处理的过程中达到和谐一致,确保精度,使得数控机床机械设备在运行当中保证效果最佳,达到高效率生产。
参考文献:
[1]彭志军,刘大炜,宋智勇等.一种五轴联动机床动态精度检测及优化方法[J].制造技术与机床,2013,18(08):35-39.
[2]曹见贤,周艳.浅谈对数控机床机械结构的要求[J].中国科 技博览,2013,29(35):67-67.
[3]朱江.试论机床机械结构和性能优化[J].科技与创新,2014,15(09):62-63.
[4]于文铖,迟永峰.基于机床机械结构与性能优化的探析[J].科技传播,2013,39(01):34,30.
[5]侯晓弈,LI Dan 等.便携卧式电火花刻伤机机械结构的研发[C].2013 国际冶金及材料分析测试学术报告会(CCATM2012)论文集.2013:735-737.
[6]陈永亮,韩瑶,庞锦平等.基于相对距离尺度 TOPSIS 法的机床结构优选设计研究[J].中国机械工程,2014,25(03):315-320
[7]梅方华,陈五一.基于整体叶轮加工后置信息的五轴机床整体结构配置优化[J].制造技术与机床,2013,18(07):94-98.
关键词:多轴数控机床;机械结构;精度分析
1.多轴数控机床概述
多轴数控机床目前常见以及运用较为广泛的是四轴以上的数控机床,该类数控机床主要有三部分组成,分别是机床的主体部分,数据控制装置和伺服系统。数控机床相对于普通的机床结构也更加复杂,所以也具有更多的优点,执行动作更加的精确。第一,数控机床进行数据分析的时候,是利用数控系统计算机语言编写结构,采用该种编写结构的优点就是可以使加工工序有条不紊的进行,能够提高整个流程的规范性和准确性。第二,在装置的运行过程中,避免了需要对不同规格的零件分别操作,而是采用计算机编译系统集中操作。第三,该程序能够做到通过操控指令控制结构,对加工程序进行优化处理。
2.机械结构优化及设计
2.1机械结构特点
多轴数控机床不同于普通的数控机床,其具有明显的特点。第一,是自动化特征明显。在机床尤其是数控机床的发展过程当中,对自动化的要求越来越严格。自动化程度越高,越能提升优化机床的传动结构特征,越能够有效的接受数据系统发出的命令,有效地进行运行,尤其是运行速度以及运行轨迹等方面实现有效的升级。另外,自动化程度越高,越能实现主轴转速和辅助技能结构进行优化操作。第二,机械结构更加具有高新技术化特征。技术化是机床最重要的特征,技术化程度越高,越能够有效的提升机床的精度和稳定性。第三,机械结构更加智能化。由于数控机床是机床发展的未来趋势。实现集成功能与复合功能的有效结合,最终实现设备生产柔性化和无人操作智能化。
2.2多轴数控机床机械结构设计
第一,在机械结构当中,要保证静态参数和动态参数的精确性,使得生产参数符合项目,最重要的是,数据系统的输入指令,只有这样,参数才能符合要求,机械加工过程才能更加稳定,然后确保几何精度。 在实际操作过程当中,主轴、接触以及动态三者的刚度的采纳数,实现其数据的升级,最终实现最大的功效,实现三支撑结构的优化。
第二,做到对热变形的优化处理。在机床的实际运行过程当中,热变形的情况较为常见,热变形会大大降低机床的运行效率,所以必须确保热源可以从主机控件当中分离出来,优化散热效果和冷却效果。在发热过程当中,要集中关注发热最为严重的地方,一定要确保其与其他部位热度一致,这样才能减少因为温差造成的扭曲变形。
第三,何况分配机床加工过程当中的时间比例,减少次要辅助时间。在机械加工过程当中,要合理安排加工时间,减少次要的时间,比如非主切削时间。压缩无谓的非必要时间,做到真正的高效率,把时间用到刀刃上。关于压缩辅助时间的问题,要从设备出发,进行改进。首先要升级多主轴以及多刀架,或者是进行自动换刀的装置进行处理,通过该方式减少换刀时间,确保主要的时间集中在主营工作当中。
第四,提高耐磨性,延长机械寿命,确保运行精度。所有的工序,最终的目标都是机床机械结构的精确度,因此,所有影响精确度的参数和结构,都是尤为重要的对于提高其耐磨性也是至关重要,从而顺利完成整个运行结构。另外,在实际操作过程当中,设计人员要对热源温度进行把控,采取措施减少温度对控件的影响,确保热变形的发生是在道具切入的直角上,以此减少损耗,从而提高机床结构的使用寿命。
3.多轴数控机床的精度分析
机床的精度主要分为几何精度、定位精度、切削精度。几何精度反映的是机床的重要部位的几何误差,这些重要部位指的是功能工作台的平面,X、Y、Z坐标轴的垂直度,X、Y、Z坐标轴延伸方向的平行度等。定位精度顾名思义指的是,机床运动时所达到的位置精度。通常位置精度标准是ISO230-2标准和国标GB10931-89。位置精度和几何精度都会对切割精度产生重要影响,位置精度和几何精度对切割精度的影响是因和果的关系。切割精度指的是在切削过程当中,利用几何精度和定位精度的前提下,所能達到的切削精度。
在实际操作过程中,可以通过对机床结构的选择,然后结合变速齿轮主传动方式来提升效率,另外利用皮带传动的主传动方式,对于小型机床运动能够极大的提高效率,并且能够改变噪音和振幅过大的问题。第二,工作人员还可以调速电机作为主传动方式,这种方式的优点是能够得到项目的具体数值,做到更好的优化,从而推动在原来的基础上进行优化。
在针对主传动项目进行优化升级的时候,主要从以下三个方面进行。第一,对机械的前支撑结构采用一种轴承,比如采用双列短圆柱滚子轴承,该轴承要和向心推力球轴承保持六十度斜角。对后支撑项目,采用另一种轴承,比如采用成对的向心力推力球轴承结构。这样可以提高轴承的综合刚度,确保在实际施工过程当中能够按照实际情况进行实际操作。这样可以提高项目的实际参数,进行更加优质的运行。第二,有选取有效的参数框架,结合单双圆锥滚子轴承提高整体的参数项目,优化机床的机械结构,提高轴承定位和主轴的核载量。第三,在精度升级过程当中,对于前轴承项目,要利用高精度双列向心球推力轴承,这样可以大幅度的运行速度,确保整体参数框架能够更加有效,更加优化。
4.结论
数控机床的机械结构是一项综合设计工作,该工作完成的质量,关系到精确度的把握。所以要充分考虑控制方式、使用特点、使用寿命以及机床生产率对几何精度、定位精度等的影响,进一步关系到最终的切削精度。最终能够使得数控机床机械结构运行参数进行统计和处理的过程中达到和谐一致,确保精度,使得数控机床机械设备在运行当中保证效果最佳,达到高效率生产。
参考文献:
[1]彭志军,刘大炜,宋智勇等.一种五轴联动机床动态精度检测及优化方法[J].制造技术与机床,2013,18(08):35-39.
[2]曹见贤,周艳.浅谈对数控机床机械结构的要求[J].中国科 技博览,2013,29(35):67-67.
[3]朱江.试论机床机械结构和性能优化[J].科技与创新,2014,15(09):62-63.
[4]于文铖,迟永峰.基于机床机械结构与性能优化的探析[J].科技传播,2013,39(01):34,30.
[5]侯晓弈,LI Dan 等.便携卧式电火花刻伤机机械结构的研发[C].2013 国际冶金及材料分析测试学术报告会(CCATM2012)论文集.2013:735-737.
[6]陈永亮,韩瑶,庞锦平等.基于相对距离尺度 TOPSIS 法的机床结构优选设计研究[J].中国机械工程,2014,25(03):315-320
[7]梅方华,陈五一.基于整体叶轮加工后置信息的五轴机床整体结构配置优化[J].制造技术与机床,2013,18(07):94-98.