高速加(jiā)工(gōng)對機床結構的基本要求和設計原則

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       由于(yú)高速加(jiā)工中的切削速度(dù)，進給速度和(hé)加減速度都大，因此機床的(de)發熱量(liàng)，運動(dòng)部件的慣量也大，容易導緻機床結(jié)構的過量溫升、熱變形和産生沖擊振動，zui終會影響到加工精(jīng)度、質量乃至機床和刀具的(de)工作壽命和可靠性。所(suǒ)以，高速(sù)加(jiā)工對機床結構的基(jī)本要求，首先是要三高，即靜剛(gāng)度高、動剛(gāng)度高(gāo)和熱剛度高，也就是說，“三剛”特性要(yào)好；其次是運動(dòng)部件要(yào)輕量化，即要盡量減少傳動系(xì)統的慣量。為此，機床結構設計應采取的原則措施是：

       為了提高結構的靜剛度，首先是(shì)選擇彈性模(mó)量大的材料，如鋼、鑄鐵等作(zuò)為結構件的基本材料；其次是根據受力的性質（拉，壓或扭）和條件（力的大小，方(fāng)向(xiàng)和(hé)作用點）選擇合理的結構截面形狀、尺寸、筋壁布置(zhì)和機床的總體布局(jú)；三是結構(gòu)件間(jiān)的接合面(miàn)要平整，面積大小要适當，接觸點在接合面上的分布要均勻，連接要牢固等；四是盡量采用箱形和整體型(xíng)結構。

       為了提高結構的(de)動剛度(dù)，首先是在(zài)保證靜剛度的前提下，選擇阻尼系數大的材料(liào)，如人造花崗岩，鑄鐵等作(zuò)為基礎(chǔ)結構件的材料；二是通過(guò)模型(xíng)試驗或模态分析合理設計和調整結構的質量分布和結構接合面(miàn)的剛度值，以改(gǎi)變結構(gòu)系統本身(shēn)的固有振動頻率，使其遠離切削過程中所産(chǎn)生的強迫(pò)振動(dòng)頻率，避免産生共振的可能性；三是有意采用能增加附加阻尼的(de)結構設計，如帶夾芯的雙層壁鑄件和(hé)非連續焊接的(de)焊件等；四是直(zhí)線(xiàn)運動部件的支承導軌面(miàn)間距離要盡可能寬(kuān)闊，驅動力的作用線(xiàn)要居(jū)中并盡可能靠近(jìn)運動部件(jiàn)的重心，傳動(dòng)鍊中應無反(fǎn)向(xiàng)間隙，以保證運動平穩，無沖擊。

為(wéi)了提(tí)高結構的(de)熱(rè)剛度，原則上首先(xiān)應采用(yòng)熱容量大、熱脹系數小(xiǎo)的(de)材料和熱脹系數相(xiàng)近的材料(liào)作為結構材料；其次是根(gēn)據(jù)機床上的熱源和溫度(dù)場的分布情況，盡量采用熱對(duì)稱(chēng)和方便散熱(rè)或強迫(pò)冷卻的結構，包括(kuò)采用熱補(bǔ)償措施的結構等，以減少熱變形帶(dài)來的對機床幾何精度和工作性能的影響。
為了減少運動部件的重(zhòng)量和傳動系統的慣(guàn)量，一是選用比重(zhòng)小的材料，如鋁合金(jīn)和複合材料等，作為運動部件的結構材料；二是在保證剛度和承載能力的前提下，盡量去除多馀的材料；三是采用直接傳動，簡化傳動系統，縮短傳動鍊，以提高機床的運動(dòng)品質。

        現實中能同(tóng)時滿(mǎn)足上述條件要求的材(cái)料和結(jié)構是沒有的，隻(zhī)能按實際要求進行綜合評估(gū)後選取。