數(shù)控電火花線切割之機械結(jié)構(gòu)優(yōu)良特性簡析（一）

數(shù)控線切割機床是一種高精度、率的自動化加工設(shè)備。盡管數(shù)控線切割機床價格偏貴，一次性投資大，但仍然為機械制造廠家所普遍采用并取得很好的經(jīng)濟效益，其原因在于數(shù)控線切割機床能自動化地，高精度、高質(zhì)量、率地解決中、小批量的加工問題。數(shù)控技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展及在機床上的應(yīng)用，為數(shù)控機床的自動化、高精度、率提供了可能性，但要將可能性變成現(xiàn)實，則必須要求數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的特性才能保證。這些特性包括結(jié)構(gòu)的靜剛度、抗振性、熱穩(wěn)定性、低速運動的平穩(wěn)性及運動時的摩擦特性、幾何精度、傳動精度等。

    一、提高機床結(jié)構(gòu)的靜剛度

    機床結(jié)構(gòu)的靜剛度是指在切削力和其他力的作用下，機床抵抗變形的能力。

    機床在加工過程中，受多種外力的作用，包括運動部件和工件的自重、切削力、驅(qū)動力、加減速時的慣性力、摩擦阻力等。機床的各部件在這些力的作用下將產(chǎn)生變形，如 各基礎(chǔ) 件的彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，支承構(gòu)件的局部變形，固定 連接面和運動嚙合面的接觸變形等。這些變形都會直接或間接地引起刀具與工件之間產(chǎn)生相對位移，破壞刀具和工件原來所占有的正確位置，從而影響機床的加工精度和切削過程的特性，所以，提高機床的靜剛度是機床結(jié)構(gòu)設(shè)計的普遍要求。數(shù)控機床為獲得率而具有的大功率和高速度，使它所承受的各種外力負載更加惡劣，而且加工過程的自動化也使得加工誤差無法由人工干預(yù)來修正和補償，所以，數(shù)控機床的變形對加工精度的影響會更為嚴重。為了保證數(shù)控機床在自動化、率的切削條件下獲得穩(wěn)定的高精度，其機械結(jié)構(gòu)應(yīng)具有更高的靜剛度，有標準規(guī)定數(shù)控機床的剛度系數(shù)應(yīng)比類似的普通機床高 50 ％。

    1 ．合理設(shè)計基礎(chǔ)件的截面形狀和尺寸，采用合理的筋板結(jié)構(gòu)

   機床在外力的作用下， 各基礎(chǔ)件將 承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷，其彎曲和扭轉(zhuǎn)變形的大小則取決于基礎(chǔ)件的截面抗彎 和抗扭慣性矩 ，抗彎、 抗扭慣性矩大，變形則小，剛度就高。

    2 ．采用合理的結(jié)構(gòu)布局，改善機床的受力狀態(tài)，提高機床的靜剛度

    在切削力、自重等外力相同的情況下，如果能改善機床的受力狀態(tài)，減小變形，則能達到提高剛度的目的。以機床主軸為例，在其他條件不變的情況下，縮短主軸前端的懸伸長度，可以減小主軸承受的彎矩，從而減小主軸前端的撓度，提高主軸的剛度。

    采用合理的機床結(jié)構(gòu)布局，可以顯著地改善機床的受力狀況，提高機床的剛度。

    3 ．補償有關(guān)零、部件的靜力變形