试论机床机械结构和性能优化

李文博,郑祥东

(大庆油田路桥工程有限责任公司,黑龙江 大庆 163453)

试论机床机械结构和性能优化

李文博,郑祥东

(大庆油田路桥工程有限责任公司,黑龙江 大庆 163453)

机床是数控技术的产物,现代数控技术的发展,满足机床机械结构的设计,注重性能的优化,完善机床机械结构的生产过程.机床机械结构与性能优化,应确保机床机械加工的优质性和精确性,以免影响机床机械的生产性能,保障机床机械的优化性,完善机床机械的生产过程.本文主要探讨机床机械结构以及性能优化.

机床机械;结构;性能优化

机床机械结构与传统的数控有着明显的差异,改进了诸多工艺,尤其是机械结构的性能设计上,逐渐实现了精细化,提高了机床的技术效率.机床机械结构与性能优化,提高了加工操作的实践性,促使机床朝向高精度的方向发展,实现了机床机械结构加工的优质性,考虑到结构性能方面的需求,深层次的优化机床机械的结构加工,完善机床机械结构的生产过程.

1 机床机械结构分析

机床机械结构方面,根据输入的指令,完成自动化的生产过程,在精度与变形控制方面,不能实行误差的控制,由此在机床机械结构生产中,要最大程度的预防变形,确保误差的范围处于最小的状态下.

机床机械结构分析中,比较重要的是自动化技术,数控机床加工时,配置了无级变速主轴以及伺服传动,在很大程度上,提升了机床机械的生产水平,机床机械生产的过程中,准确的接收指令,优化并控制好生产的速度,把控好各项生产模块的运行.机床机械的结构中,新技术是不可缺少的部分,保障生产的稳定性和精确性,体现了自动化运行的效率.机床机械结构生产中,已经实现了无人化和柔性化,集成发展机床机械加工,现代机床机械结构内,致力于提升运行的效率,有效控制机械结构和零部件,逐步优化操作的过程,机床机械操作中,具有高效、高速的特征,在无人管理的状态下,推进机床机械的集成化生产,表现出复合性、多元化的特征,注重机床机械结构的可靠性,规避潜在的生产误差,实现了机床机械结构生产的精密性,表明机床机械加工的高效性,优化生产过程.

2 机床机械结构特征

2.1 静态与动态刚度

机床机械的结构特征中,静态与动态刚度,用于提高机床机械的生产精度.机床机械加工时,把数据系统做为生产的基本,输入的指令信息,指导机床机械的加工,以免产品有变形或者精度上的误差,取代了人工调整.静态和动态刚度,有利于控制机床机械结构中的弹性变形,避免产生较大的影响,确保机床机械产品质量与精度的优质性.一般情况下,机床机械中,可以分为接触刚度、主轴刚度等,为了提升机床机械的刚度,就要保障机床机械的加工能力,从静态和动态刚度的角度出发,控制主轴刚度,配合三支撑结构,预防轴向变形,在提升动态刚度时,就要注重机械系统的优化,灵活的调整机床机械的自振频率,适当的增加阻尼.机床机械结构的静态与动态刚度,完善了机床机械的加工.

2.2 热变形干扰度低

机床机械结构的特征中,热变形干扰度低,可以预防机床机械变形,强化机床机械的结构设计.机床机械结构加工中,系统内部容易释放出热能,引起机床机械变形,无法保障机床机械结构的运行效率,由此在机床机械加工中,要去除热源干扰,分离热源破坏.机床机械结构内,热变形干扰度方面,注重分离热源,采用冷却或者散热的方法,防止温度过高,进而降低热变形的干扰,维护机床机械的有序运行.热变形降低时,冷却机床机械的发热部位时,效果最为明显,运用冷却的方法,有效降低机床的温度,保障机床的各个位置,温度保持一致,避免热变形的干扰,预防机床机械变形.机床机械的结构内,采用热源降低的方法,可以减少主轴中心的距离,促使主轴到地面的间距能够达到最小值,由此降低热变形的总量值,进而保障温度的一致性,杜绝发生温度过高的问题,保护好主轴结构.

3 机床机械性能优化

机床机械加工中,性能优化是一项重要的工作,根据机床机械的生产需求,做好性能优化的工作,例举性能优化的根本策略如图1所示.

图1 机床机械性能优化

3.1 变速系统的优化设计

机床机械的变速系统,是指主传动运动的变速系统,其可分为两种工作方式,基于机床机械性能的优化,分析变速系统的设计.(1)皮带传动类型的主传动优化设计,此类变速系统,常用于小型的机床机械加工中,防止齿轮传动上,出现噪声或振动的问题.此类变速系统的优化设计内,需要匹配具有扭矩特征的主轴,利用变速系统的优化,提高机床机械的结构性能,完善生产的过程.(2)变速齿轮主传动的优化设计,应用到大型、中型的机床机械生产中,配置齿轮减速的方法,增加输出扭矩,确保输出扭矩,能够满足机床机械的主轴需求,很多小型的机床机械上,也会采用此类变速系统,以便取得强力的切削扭转,优化机床的机械性能优化.(3)调速电机驱动下,主传动系统设计,此类传动方法,简化箱体、主轴的相关设计,提升了主轴的刚度.此项性能优化中,需要特别注重电机发热问题,以免影响到机床机械的主轴加工精度.

3.2 主轴部件的优化设计

机床机械性能优化中,主轴部件是指数控击穿作用下的主轴部件.主轴部件的优化设计中,首先,机床机械的前后支撑,应该采用不同的轴承结构,例如前支撑中,双列短圆柱滚子轴承,以及双列向心推力球轴承,两者相互组合.后支撑中,同时采用两组向心推力球轴承,主轴部件的优化设计,能够在很大程度上提高机床机械的刚度数据,能够实现强力切削,其可应用到各种类型的机床机械中;然后,主轴部件的前轴承中,运用高精度的双列向心推力球轴承,此类配置性能高,其在结构中的运行转速,每分钟可以达到4000转,承载相对较小,只有在轻载、高速的条件下,才能满足机床机械的性能要求;最后,主轴部件的配置中,采用双列、单列的圆锥滚子轴承,提供径向刚度,以便提高受重荷载,促使轴承在机床机械中,能够承载较大的荷载,灵活调整机床机械的设计.此类轴承的优化设计,在转速与精度上,存在着缺陷,可以应用到重载、低速的机床机械内,合理有利主轴的刀架、卡盘等,进而优化机床机械的结构性能.

3.3 机械部件的优化设计

机床机械部件的优化设计,是性能优化的一部分,其中进给传动机械部件,是最为关键的设计.机床机械的进给传动机械部件,其在优化设计时,主要分为两种配置(图2),第一是联轴器,连接着进给机构,选择联轴器时,要充分考虑机床机械结构的需求,考虑到机械部件的限制,联轴器的优化设计,要保障荷载传递的有效性,在动力传递的区域,设计限制,保障动力传递的有效性,联轴器的使用过程中,禁止机床机械的生产工况有恶化的情况;第二是减速系统,机床机械结构中,齿轮传动最为常见,改变伺服电机的输出状态,输出低转速、大转速的信息,改善高速运转的方式,同时减少惯量参数在机床机械中的比重,通过开环系统,提高机床机械的运动精度.

图2 机械传动部件配置

4 结语

机床机械加工的过程中,结构生产具有一定的特征,机床机械的过程中,数据系统内,需要输入相关的指令,完成成本加工的过程,期间实现了有效的自动化,有利于提升机床机械的精度,重点分析机床机械性能,采用优化的手段,维护机床机械的性能稳定,强化机床机械的生产过程,以免影响机床机械的加工状态,规范机械的生产性能.

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TG659

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