进给传动方式影响CNC切削加工机床的功率
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技术综合
进给传动方式的定性和定量特征。传统的机电传动系统,越来越多地被不包含机械元件的直线电动机传动所取代。
施加作用力应不降低位置稳定性
- 施加必要的进结力和必须的进给力矩时,必须能够持久,而且不能明显地影响其位置稳定性(高静态载荷刚度、动态载荷刚度和热负荷刚度)。
- 进给传动要能在很宽的范围内产生均匀的进给速度,包括很高的快速行程时。与此相关,要求与其他随动轴位移能得到精确的座标(忠实于行程轮廓曲线)。
- 要求高定位精度和短定位时间,而且不能有共振问题。与之相关,要求在进给速度或进给负荷(动态要求)变化时能够快速反应(无延迟)。
- 安装元件所必需的空间应尽量小,避免安装困难。
- 尽量减少维护保养工作,最好采用不需保养的元件。
- 希望尽可能低的元件价格。
加工中心(托盘尺寸
从400mmx400mm~800mmx800mm)目前可以实现最高达50m/min的进给速度(快速行程速度);达到30kN的进结力已不成问题;在Z轴上这个值还要高;轴的加速度已可达0.5g,相当于两次切削之间的时间可以少于7s;定位的不准确度可以限制在10µm以下。
三种设计原理
直线电动机直接传动可缩短力的作用线
图2一个同步结构直线马达的基本结构
轻结构方案
从方案对比中得出不同的结论
进给传动方案特征的对比特征 带有滚珠丝杠的机电传动方案 直线电动机传动方案
设计参数 公称力矩MN 持续公称力FN
MN≥ Men FN ≥Merf
加速力矩 最大作用力
Mmax 约为 2~3MN
适用于t ≥ tEIN Fmax
tEIN约为200~300ms 力─速度─曲线
机械极限和热极限 滚珠丝杠传动 机身结构内的发热
折弯安全性
弯曲临界转速 导轨的永久负荷(使用寿命)
螺母区域的发热(使用寿命)
轴向刚度
系统的机械自振频率
直线电动机方案成功用于对具和模具制造业
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