平床身線軌車床為了實現(xiàn)一定的運動功能,零部件之間是由聯(lián)接面組合起來的。聯(lián)接面分為固定聯(lián)接面(如螺栓聯(lián)接)、半固定聯(lián)接面(如摩擦離合器)和運動聯(lián)接面(如滑動導軌、滾動導軌)。由于聯(lián)接面存在著接觸剛度和接觸阻尼,聯(lián)接面與平床身線軌車床的靜動態(tài)特性存在著十分密切的關(guān)系,對于高精度機床設計更不能忽略聯(lián)接面的影響。因此,機床聯(lián)接面性能分析,研究聯(lián)接面性能與機床整機性能的影響關(guān)系顯得尤為必要。
滑軌聯(lián)接是機床中常見的運動聯(lián)接面形式之一。本文對兩種滑截面構(gòu)型的滑軌聯(lián)接面進行靜態(tài)性能計算,對滑軌聯(lián)接面的位移特性進行了分析,從聯(lián)接面的位移特性找出聯(lián)接面剛度與機床剛度的關(guān)系,為滑軌聯(lián)接面設計提供了依據(jù)。
1.滑軌聯(lián)接截面構(gòu)型
機床滑軌的作用是導向和承載,引導運動部件沿一定軌跡準確地運動,并承受運動部件及其上安裝件的重量和切削力。
2.有限元靜力計算
為分析不同滑軌截面構(gòu)型的靜態(tài)性能以及對機床性能的影響,本文采用有限元方法,以平床身數(shù)控車床為例,分別分析矩形和燕尾形滑軌的靜態(tài)性能?;陟o力計算結(jié)果,分別提取機床敏感位置的位移數(shù)據(jù)進行性能分析,得到機床靜態(tài)剛度。
2.1平床身線軌車床
平床身數(shù)控車床主要由床身、床鞍、橫滑板、刀架、刀架底座、主軸箱和尾座七大支承部件組成,其結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。在數(shù)控車床加工過程,主軸箱固定,工件由三爪卡盤夾緊并旋轉(zhuǎn),橫滑板沿著床鞍X向運動,床鞍沿床身Z向運動。
2.2平床身數(shù)控車床共有三處滑軌聯(lián)接面,分別為床身一尾座聯(lián)接面、床身一床鞍聯(lián)接面和床鞍一橫滑板聯(lián)接面。