a、对于机床的动力来源,我在前面的介绍中已指出,直道20世纪初,很多机床仍然不是用电机来获得动力的,而是动力车间通过锅炉产生动力,传递到车间的大梁上,再通过皮带传递到机床上。那么,机床的转速和速度的不均匀性就可想而知了,更何况,一个车间的机床的皮带都是连在一根大梁上。在历史上,人们为降低来自动力对加工精度的影响可是动足了脑筋,在理论的支持下各种方法都用过,如工作过程中机床都开着,而不是一会有一台启动,一会有一台关机,这样可以保持动力的总输出是稳定的,从而提高加工精度。
动力换成电机后,自然机床的加工精度就立马提高了。现在么,有的机床开始不用普通电机而用各种先进的伺服电机了。
b、车床床身的震动和弹性变形对加工精度的影响,解决的方法就不是加工精度更高,而是修改设计。如中间增加横梁(比如,平行四边形受力很容易变形,而变成田字形就好了)、修改尺寸形状等(不同的尺寸和外形,对震动的响应是不一样的)。一般设计师们不会采用换材料的方法,因为床身很重的,换材料成本太高了。在这中间,对床身的精度要求没变,但车床的加工精度已经变好了。
有限元在这方面是个利器,但机床的模型正确与否直接决定了最终效果。
c、说实话,齿轮箱的变化到不大(其中的轴承放在下面谈),但是,这也仅仅是看起来。它是一个对理论设计和精密度要求都很高的东东。比如说,斜齿轮和人字齿轮就比直齿轮运动平稳、噪音小,凸面直齿也比普通直齿效果好。但是,应用最广的直齿轮最主要的变化是提高了加工精度,其它的更多的是靠摸索,有理论指导下的摸索,也有瞎猫碰死耗子的摸索。这简直就快成特列了。
但是,在这漫长的过程中,齿轮箱的设计可是理论翻新很多,要达到效果就千万不要把希望完全寄托在齿轮的加工精度上,别忘了这中间还有很多受力变形的问题,这些问题的解决比完全指望齿轮的精度要有意义。当然了,经验在其中也起着重要作用。
d、在车床中,主轴系统是个极其关键的部分,当然,车床头上装轴承的孔精度越高越好,但轴承的精度却是其中的关键,对于轴承的精度,滚珠是其中的关键,但这不是指滚珠的精度!在主轴受力后,力传递到轴承的内圈套上,简单的说有轴向力和径向力,这些力有传递到滚珠上,而滚珠之间是有间隙的,在这种情况下,有的滚珠之间很挤,有的很松,轴承的内圈在此情况下变形,轴的旋转自然也就不是同心的了,而是一个锥形。因此,不同受力指标的轴承,滚珠的大小、数量、滚珠和滚道在轴向的间隙等都要靠理论分析来决定,这个因素比滚珠的精度要重要的多,可以说是对轴承精度影响最大的因素。当然,轴承的内、外圈的精度、滚珠及滚道的硬度等等也是因素。
我曾见到过回转精度极高的密珠轴承,简单说它就是靠里面密集的小滚珠实现了高精度。可它正因为滚珠小且密集,只能低速、受力小,因此常用在高精密仪表的转台等上,基本无法在机床上应用。当然了,轴承的种类实在太多,滚针、气压、油膜、液压等等,可能在机床领域使用的就很少了。
轴承在一代代先进理论的指导下,精度越来越高,自然,机床的精度也水涨船高了。合理的设计主轴,也能相当的提高机床的精度。
e、刀具是机床中直接实现切削的部分。前面已经提过,它扯到的理论太多太复杂,每一次进步都是不容易的。我曾经因为工作需要,买过多本详细研究切削加工过程的书,作者都是世界著名大学的教授主任之类的,里面的分析从宏观到微观,理论一套又一套,假设一个又接一个,加工断面的显微图一张又一张,其中的理论都有事实和显微图为依据,可仍然不能像理
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