高精密加工的床身设计
2012-1-27
作者:Freeform
机床的加工精度、光洁度和刀具寿命与机床的刚性成正比,因此高精度加工机床尤其重视床身的设计和材料选择。以DIXI公司的JIG系列坐标镗床为例,其床身材料为球墨铸铁,经过有限元分析优化后,床身的静态刚度达120N/µm,比一般数控机床高3倍,高频动态刚度比一般机床高2~3倍。

此外,JIG系列机床的床身采用3点支撑,并将刀库、电气柜、托盘交换装置等周边系统与床身分离。在上图以不同颜色表示不同的周边系统,灰色表示机床的主体结构。此举可以简化机床安装以外,还有提高机床稳定性、降低床身震动的作用。
提高机床刚性的另一种途径是使用人造花岗石材料浇注的床身。以德国KERN公司的Pyramid Nano机床为例,该机床采用了KERN公司专有的 Armorith人造花岗石材料。

上图灰色表示Armorith人造花岗石材料,蓝色表示金属部件。与球墨铸铁相比, Armorith材料的阻尼性能高10倍,热导率低50%,热膨胀系数也较低。稳定的温度及震动阻尼基座使Pyramid Nano机床可以加工出光洁度非常高的表面。此外,Armorith材料具有非常高的密度,2吨重的机身仅占2.5平方米的车间面积。
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