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平床身线轨车床刚度的导轨结构分析设计

时间：2020-07-01 点击次数：785

　　平床身线轨车床为了实现一定的运动功能，零部件之间是由联接面组合起来的。联接面分为固定联接面(如螺栓联接)、半固定联接面(如摩擦离合器)和运动联接面(如滑动导轨、滚动导轨)。由于联接面存在着接触刚度和接触阻尼，联接面与平床身线轨车床的静动态特性存在着十分密切的关系，对于高精度机床设计更不能忽略联接面的影响。因此，机床联接面性能分析，研究联接面性能与机床整机性能的影响关系显得尤为必要。

　　滑轨联接是机床中常见的运动联接面形式之一。本文对两种滑截面构型的滑轨联接面进行静态性能计算，对滑轨联接面的位移特性进行了分析，从联接面的位移特性找出联接面刚度与机床刚度的关系，为滑轨联接面设计提供了依据。

　　1.滑轨联接截面构型

　　机床滑轨的作用是导向和承载，引导运动部件沿一定轨迹准确地运动，并承受运动部件及其上安装件的重量和切削力。

　　2.有限元静力计算

　　为分析不同滑轨截面构型的静态性能以及对机床性能的影响，本文采用有限元方法，以平床身数控车床为例，分别分析矩形和燕尾形滑轨的静态性能。基于静力计算结果，分别提取机床敏感位置的位移数据进行性能分析，得到机床静态刚度。

　　2.1平床身线轨车床

　　平床身数控车床主要由床身、床鞍、横滑板、刀架、刀架底座、主轴箱和尾座七大支承部件组成，其结构模型如图1所示。在数控车床加工过程，主轴箱固定，工件由三爪卡盘夹紧并旋转，横滑板沿着床鞍X向运动，床鞍沿床身Z向运动。

　　2.2平床身数控车床共有三处滑轨联接面，分别为床身一尾座联接面、床身一床鞍联接面和床鞍一横滑板联接面。

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