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機床床身櫃體熱變異和它模具的構建

機床床身櫃體熱變異和它模具的構建

發布日期:2016-02-23 09:02 來源:http://m.juhua648222.cn 點擊:

數控加工中心機床導軌被加熱和彎曲時,導軌及其上部和機床主軸的平行或垂直系統被破壞,這降低了機床的加工精度并增加了加工的跳動誤差部分。第三個是導緻組件移動的直線度的變化。熱變形導緻導軌彎曲,導緻工作台部件移動平面彎曲,導緻移動部件移動時産生直線度誤差,導緻加工部件出現不必要的直線度誤差。

建立數學模型。導軌的長度随溫度而變化。導軌材料為鋼,其線膨脹系數為:常溫(溫度t0=20),導軌有效長度為L0,溫度為t時的長度為L,根據熱膨脹。該理論可以得到導軌長度與溫度變化的微分方程:dL/L=dt,結合相應的邊界條件,可以得到導軌長度随溫度變化的數學模型< 3> ;:L=L0e(t-20)在過去的生産實踐中,考慮到鋼的熱膨脹系數非常小,約為1210-6,為了簡化計算,e(t-20)項在上述公式經常被簡化,即e(t-20)1+(t-20)如果溫差為t(=t-t0)并且導軌的熱伸長率為L,則:L=L -L0=L0< 1+(t-20)> -L0=L0t這是導軌随溫度的通常變化的計算模型。 TR

建立數學模型的抛物線表明,在實際應用中,由懸鍊線理論建立的模型計算起來比較複雜,因此在粗糙設計中較少使用。根據先前的假設,熱變形後床軌的力與線的力相似,但力的方向不同。因此,可以認為導軌熱變形後的形狀也是懸鍊線。然而,在實際工程設計中,當接觸網兩端之間的距離不大時,特别是導軌熱變形後的接觸網,兩端之間的距離較小。為了簡化雙曲餘弦函數的計算,通常近似接觸線。地面被視為抛物線。因此可以建立如圖所示的坐标系。 TR

設抛物線的焦距為p,導軌的最大熱變形量為h。根據平面的解析幾何,抛物線方程可以得到如下:x2=-2py根據假設,當x=%L/2,y=h時,代入上式:p=L2/8h因此,導軌熱變形後的抛物線方程為:x2=-L24hy這是抛物線理論建立的導軌熱變形的數學模型。 TR

在實際确定特定導軌的模型時,可以通過測量導軌中點的上拱h的量,然後根據實際情況進行校正,初步建立模型。具體的修正方法将不再讨論。 TR

數學模型的第四個機械分析基于先前的假設。根據材料力學的知識,熱變形後導軌的形狀(如圖所示)屬于軌道梁彎曲後産生的撓曲曲線。如果y用于表示距離A支撐點的距離x在熱變形量下,數學方程y=f(x)可以推導如下:中間梁變形前後的截面梁由下式表示: (a),(b)和(c)分别。也就是說,在圖中的A-A附近拍攝一小部分光束,以形成A-A截面的力和變形分析。 TR

将(7)代入彎曲曲線的微分方程:EIZy(=qLx/2-qx2/2(8)積分在上式的兩邊:EIZy=qLx2/4-qx3/6 + C1然後積分:EIZy=qLx3/12-qx4/24 + C1x + C24)根據邊界條件确定積分常數:當x=0時,y=0得到C2=0,當x=L時,y=0得到C1= - qL3/245)公式為:y=-q24EIz(x4-2Lx3 + L3x)考慮到導軌的熱變形力在實際工作時應該向上,前面等式中的運算符号的倒數是數學上機器導軌熱變形後。模型。即:y=q24EIz(x4-2Lx3 + L3x)模型校正和應用讨論在實踐中,當機床導軌被加熱時,不僅上拱的變形,而且還有主或後凸的變形,以及機床導軌的實際形狀與理想形狀之間的差異。因此,為了進一步提高機床的精度,導軌的均勻載荷由于導軌的變形或導軌的下垂而改變,并且需要校正均勻載荷q。同時,由于導軌的實際形狀與假設的理想形狀之間的差異,導軌的實際慣性矩與理想導軌的慣性矩不同,并且必要的修正轉動慣量IZ是必需的。利用機床導軌熱變形的改進力學模型設計導軌,不可避免地要更接近導軌熱變形的實際情況,提高機床的設計精度。 。 TR

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