机床床身有限元
江苏大学工稃硕十学侥论文
第三章数控机床的总体设计
３．１数控机床的结构要求
３．１．１提高机床的静、动刚度
为了提高数控机床主轴的刚度，不但经常采用三支承结构，而且选用刚性很好的双列短圆柱滚子轴承和角接触向心推力轴承，以减小主轴的径向和轴向变形。
加强筋板的结构对机床大件的刚度有着明显的影响。
在大型数控机床中，移动载荷对机床的变形带来很大的影响。除了加强构件的刚度之外，通常采用液力平衡或重块平衡来减少构件的变形。
提高机床各部件的接触刚度能够增加机床的承载能力，采用刮研的方法可以增加单位面积上的接触点；在结合面之间施加足够大的预加载荷也能够增加接触面积，这些措施都能有效地提高接触刚度。
改善动态特性的方法主要是：提高系统的静刚度、增加阻尼以及调整构件的质量和自振频率。钢板的焊接结构既可以增加静刚度，减轻结构重量，又可以增加构件本身的阻尼。因此，近年来在一些数控机床上采用了钢板焊接结构的床身、立柱、横梁和工作台。封砂铸件也有利于振动的衰减，它对提高抗振性也有较好的效果。
在设计机床构件时可以通过调整质量来改变系统的自振频率，使它远离工作范围内所存在的强迫振动源的频率。
数控机床中的旋转零部件应尽可能进行良好的动平衡，以减少强迫振动源；或者用弹性材料将振源隔离，以减少振源对机床的影响。
３．１．２减少机床的热变形
１、减少发热
主轴上的轴承是一个很大的内部熟源。在数控机床上除了采取精密滚动轴承和对轴承进行油雾润滑外，还可采取静压轴承，降低主轴的温升。
机床加工时所产生的切屑也是一个不容忽视的热源，对于产生大量切屑的数控机床必须带有良好的排屑装置，以便将热量尽快带走。在使用切削液的数控机床上，切削液冷却了刀具和工件之后，带走了切削热，当它散落在机床的各处时，也会产生局部的温升。精密数控机床应控制切削液的温度，并使切削液迅速地通过最短途径从机床中排出。
润滑油在传动件之间流过，带走了摩擦热，使润滑油池的温度逐渐升高，成为一个次生热源。因此在一些精密数控机床中已把润滑油池移出机床，当然也可以对油池＼