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高精密机床有哪些结构特点

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编辑时间 : 2021-05-28

高精密机床有哪些结构特点


        为了实现较高精度的切削运动,高精密机床加工的运动控制普遍采用较高 级别的功能部件。


        在导轨和轴承方面,由于高精度加工需要实现高精度和平稳的定位运动、轨迹运动和微小距离运动,因此高精度加工机床采用静压丝杠和静压导轨较为常见。此外,高精密加工机床的电主轴也可采取动压或静压轴承的方案,以同时实现支承和冷却功能,并提高主轴的刚度和阻尼性能。


        在位置控制方面,由于精密测量是控制高精度加工的前提,要保证机床的运动达到需要的精度级别,其电子尺的测量精度须要高1~2 个数量级。目前高精度加工机床一般采用分辨率达0.05~0.1μm 的玻璃光栅。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。


高精密机床有哪些结构特点


高精密机床


        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三点支撑,并将刀库、电气柜、托盘交换装置等周边系统与床身分离,此举除可以简化机床安装以外,还有提高机床稳定性、降低床身颤动的作用。


        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(图2 中灰色表示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,2t 重的机身仅占2.5m2 车间面积。


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