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在设计开发过程的初期,初步设计了外型尺寸和工作区范围形同而结 构不同的四套方案,即:定梁**置滑枕式、定立柱十字工作台式、横梁滑座 式和定立柱三坐标单元式四种结构。 通过有限元刚度分析和结构参数改进, 避免 薄弱环节的出现。结论如下:与用类的加工中心相比, 这台机床的各方面刚度都 具有较大的优势, 综合当量刚度约提高百分之四十至两倍以上, 并且三个方向的 刚度值较均匀。由此可知,机床整机的整体性能优良 , 机床静态刚度显著提高 , 可以满足高速、高精、高效的要求。
这种布局结构的优点是:床身、立柱分体,且主要构件均呈箱形结构,加工 中不易变形,加工工艺性好;结合面较大,基础稳固,主轴悬伸小,整体结构刚 度高; 左右完全对称式设计, 主轴 X 向热平衡较好; Y 向悬伸小, 热变形影响小; X、Y、Z 轴移动部件轻,加速性好;构件结构稳固易於保证导轨运动精度,精度 稳定性好。
为保证机床的精度稳定,床身、立柱、滑座、主轴箱等都采用有限元分析, 应用高阻尼性能的优质铸铁制造; 合理的截面设计和筋格布置, 尽量避免行程中 出现不合理的悬臂状态;导轨采用高刚性滚柱导轨,安装基面精密刮研。
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