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机床床身柜体热变异和它模具的构建

来源:qingdao 发布时间:2018/12/5 15:23:37
      青岛数控加工中心机床由于导轨受热弯曲,毁坏了导轨及其上部件与机床主轴的平行或垂直系统,降低机床的加工精度,致使被加工零件的跳动误差增大。第三是惹起部件挪动的直线度变化。热变形惹起导轨弯曲,从而招致工作台部件运动平面的弯曲,使得运动部件挪动时呈现直线度误差,形成被加工零件不用要的直线度误差呈现.
    数学模型的树立之一导轨长度随温度变设导轨资料为钢材,其线收缩系数为,常温下(温度为t0=20)导轨的有效长度为L0,温度为t时的长度为L,依据热收缩理论可得导轨长度对温度变化的微分方程:dL/L=dt,分离相应的边境条件积分后,即可得到导轨长度随温度变化的数学模型<3>:L=L0e(t-20)在以往的消费实践中,思索到钢材的热收缩率很小,约为1210-6,为了简化计算,常将上式中的e(t-20)项停止简化处置,即取:e(t-20)1+(t-20)若设温差为t(=t-t0),导轨热伸长量为L,则有:L=L-L0=L0<1+(t-20)>-L0=L0t这就是往常运用的导轨随温度变化的计算模型。

    数学模型的树立之三抛物线说在实践应用中,应用悬链线理论树立的模型计算比拟复杂,因而在粗略设计中采用较少。依据前面的假定条件,床身导轨热变形后的受力与电线的受力相似,只是受力的方向不同而已。因而能够以为,导轨热变形后的外形也是悬链线。但在实践工程设计中,当悬链线两端间隔不大时,特别像导轨热变形后的悬链线,两端间隔很小,为了简化双曲余弦函数的计算,常把悬链线近似地当抛物线看待。因而能够树立如所示的坐标系。

    设抛物线的焦距为p,导轨热变形最大上拱量为h,依据平面解析几何学问可得抛物线方程为:x2=-2py依据假定条件可知,当x=%L/2时,y=h,代入上式得:p=L2/8h因而,导轨热变形后所呈抛物线的方程为:x2=-L24hy这就是应用抛物线理论树立的导轨热变形数学模型。

    在实践肯定详细导轨的模型时,能够经过测定导轨中点的上拱量h,初步树立模型,然后依据实践状况停止修正。详细修正法就不再讨论了。

    数学模型的树立之四力学剖析说基于前面的假定,依据资料力学学问,导轨热变形后的外形(所示)属于导轨梁弯曲后产生的挠曲线,假如用y来表示距A支撑点x远处的热变形量,则其数学方程y=f(x)可按下列方式推导出来:中梁弯曲变形前和变形后的截面梁段分别表示于(a)、(b)、(c)。即在所示中的A-A左近截取一小段梁,构成来对A-A截面停止受力与变形剖析。

    将(7)代入挠曲线微分方程得:EIZy(=qLx/2-qx2/2(8)对上式两边积分得:EIZy=qLx2/4-qx3/6+C1再积分得:EIZy=qLx3/12-qx4/24+C1x+C24)由边境条件肯定积分常数:当x=0时y=0得C2=0当x=L时y=0得C1=-qL3/245)由此得挠曲线方程为:y=-q24EIz(x4-2Lx3+L3x)思索到导轨在实践工作时遭到的热变形作用力应向上,所以上式各项前面的运算符号反改后就是机床导轨热变形后的数学模型。即:y=q24EIz(x4-2Lx3+L3x)模型的修正与应用讨论在理论当中,机床导轨在受热时,不但存在上拱的变形,同时也可能存在前凸或后凸的变形,还有机床导轨实践外形与理想外形的差别等。因而,为了进一步进步机床精度,对由于导轨呈现前凸或后凸的变形,使得导轨所受的均布载荷发作变化,需求对均布载荷q加以修正。同时,由于导轨的实践外形与假定的理想外形之间存在差别,使得导轨的实践截面惯性矩与理想导轨的截面惯性矩不同而需求对惯性矩IZ停止必要的修正。经过运用修正后的机床导轨热变形的力学模型停止导轨设计,必然可以更接近导轨热变形的实践状况,进步机床的设计精度。
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