高（gāo）速加工（gōng）對機床結構的基本要求和設計原則

       由於高速加工中的切削速度，進給速度和加減（jiǎn）速度都大，因此機床的發熱量，運動部件的慣量也大，容易導致機床結構的過量溫升、熱變形和產生衝擊振動，最終會影（yǐng）響到加工精度、質量乃至機床和刀具的工（gōng）作壽（shòu）命和可靠性。所以，高速（sù）加工對機床結構的基本要求，首先是要三高，即靜剛度高、動剛度高和熱（rè）剛度高，也（yě）就是說，“三（sān）剛”特性要好；其次是運動部件要（yào）輕量化，即要（yào）盡量減少傳動係統的慣量。為此，機床結構設計應采取（qǔ）的原則措施是：

       為了提高結構的靜（jìng）剛度，首先是選擇彈性模量大的材料，如（rú）鋼、鑄鐵等作為結構件的（de）基本材（cái）料；其次是（shì）根據受力的性質（拉，壓或扭）和條件（力的大（dà）小，方向和作用點）選擇合理的結構截麵形狀、尺寸、筋壁布置和機床的（de）總體（tǐ）布局；三是（shì）結構（gòu）件間的接（jiē）合麵（miàn）要平整，麵積大（dà）小（xiǎo）要適當，接（jiē）觸點在接合麵上的分布要均勻，連接要牢固等；四是盡（jìn）量采用箱形（xíng）和整體型結構。

       為了提高結構的動剛度，首先是（shì）在保證靜剛度的前（qián）提（tí）下（xià），選擇阻（zǔ）尼係數大的材（cái）料，如人造花崗岩，鑄鐵等作為基（jī）礎（chǔ）結構件的材料；二是通過模型試驗或模（mó）態分析合理設計和調整結（jié）構的質量分布和（hé）結構接合麵的剛度值，以改變結構係統本身（shēn）的固有振動頻率，使其遠離切削過程中所產生（shēng）的強迫振動頻率（lǜ），避免產生共振的可能性；三是（shì）有意采用能增加附加阻尼的結構設計，如帶夾芯的雙層壁鑄件和非連續（xù）焊接的焊（hàn）件等（děng）；四是（shì）直線運動部件的支承導軌麵（miàn）間（jiān）距離要盡可（kě）能寬（kuān）闊，驅動力的作用線要居中並盡可能靠近運動（dòng）部（bù）件的重心，傳動鏈中應無反向間隙，以保證運（yùn）動平穩，無（wú）衝擊。

       為了提高結構的熱剛度，原則上首先應采用熱容量大、熱脹係數小的材料和（hé）熱脹係數相近的材料作為結構材料；其（qí）次是根（gēn）據機床上的熱源和溫度場的分布情況，盡量采用（yòng）熱（rè）對稱和方（fāng）便散熱（rè）或強（qiáng）迫（pò）冷卻的結構，包括采用（yòng）熱補償措施的結構等，以減少熱變形帶來的對機（jī）床幾何精度和工作性能的影響。

       為了減少運動部件的重量和傳動係（xì）統的慣量（liàng），一是（shì）選（xuǎn）用比重小的材料，如鋁合金和複合材料等，作為運動部件的結構材料（liào）；二（èr）是在保證（zhèng）剛度和承載能力的前提下，盡量去除多餘的材料；三是采用直（zhí）接傳動，簡化傳動係統，縮短傳（chuán）動鏈，以提高機床的運動品質（zhì）。

       現（xiàn）實中能（néng）同時滿足上述條件要求的材料和結構是沒有（yǒu）的，隻能按實際要求進行（háng）綜合評估後選（xuǎn）取。

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