基于比刚度的牛头式电火花机床平滑枕结构设计与研究.pdf

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1、2014年9月机床与液压Sep．2014第42卷第17期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．42No．17DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．17．036基于比刚度的牛头式电火花机床平滑枕结构设计与研究刘智，丰树礼(1．佛山职业技术学院，广东佛山528100；2．广东工业大学机电工程学院，广东广州510520)摘要：平滑枕是牛头式电火花机床的关键部件，牛头式结构是典型的悬臂结构。在受到重力和加工力的作用下，作为悬臂结构的薄弱环节，平滑枕极易产生变形，从而反作用于主轴，严重降低机床的使用性能。对牛头式电火花

2、机床平滑枕的筋板结构进行了分析，并提出了一种全新的结构形式。最后以比刚度为评价原则，得到最优的结构方案，为牛头式电火花机床机床运动部件的设计提供了理论依据。关键词：平滑枕；牛头式电火花机床；悬臂结构；筋板；比刚度中图分类号：TG502．3文献标识码：B文章编号：1001—3881(2014)17—131—4StructuralDesignandResearchofSmoothPillowofTaurenEDMBasedonHighSpecificStifinessLIUZhi，FENGShuli(1．FoshanPolytechnic，FoshanGu

3、angdong528100，China；2．FacultyofElectromechanicalEngineering，GuangdongUniversityofTechnology，GuangzhouGuangdong510520，China)Abstract：ThesmoothpillowisakeycomponentoftheTaurentypeElectricDischargeMachine(EDM)，andthetypeisatypi—calcantileverstructure．Undertheactionofgravityandcutti

4、ngforce，asaweaklinkofacantileverstructure，smoothpillowiseasytodeform，whichreactstothespindle，severelydegradedtheperformanceofmachinetoo1．ThestiffenedplatestructureoftheTaurentypeEDM’Ssmoothpillowwasanalyzed，andakindofnewstructureformwasputforward．Withthespecificstiffnessasevalua

5、tionprinei—pie，theoptimumstructureschemeisgotten，whichprovidesthetheoreticalbasisforthedesignofTaurenEDM’Smovingparts．Keywords：Smoothpillow；TaurentypeEDM；Cantileverstructure；Stiffenedplate；Specificstiffness0前言地增大。电火花加工是先进加工技术的一种，广泛应用于z模具制造业，汽车制造业，航天、航空、军工制造业中⋯。现代电火花加工技术的发展对于机床的精

6、度和L稳定性提出了越来越高的要求。牛头式电火花机床类似于金属切削机床中的牛头刨床，一般工作台固定，主轴头通过鞍座和平滑枕实现、y方向移动，主轴头自身可以实现z方向移动。它具有承载能力强、加工稳定性好、检测方便、平滑枕移动轻捷且加工精图1牛头式机床主轴相关部件及其变形示意图度不受工作台负荷影响等优点，因此这种结构形式1牛头式电火花机床平滑枕载荷特点被广泛应用于大中型电火花机床上。但是牛头式结构电火花加工是与机械加工性质完全不同的一种工属于典型的悬臂结构，悬臂结构随着平滑枕伸出量的艺技术，随着工业生产的发展和科学技术的进步，具增大，变形量成倍增加，主轴相关

7、部件的精度，势必有高熔点、高硬度、高强度、高脆性、高黏性、高纯受重力和加工力的显著影响，图1给出了牛头式机床度等性能的新材料不断出现，各种复杂形状的工件也主轴相关部件及其变形示意图。由图1可知，平滑枕越来越多。因此传统的机械加工难以满足要求，故电以及与其相连接的调整座、主轴头受力的作用而发生火花加工应运而生并不断地发展。变形，随着平滑枕沿+l，方向的移动，变形量会不断收稿日期：2014—01—16作者简介：刘智(1986一)，硕士研究生，助理工程师，研究方向为机械制造装备。E—mail：lzchnhuyy@163．con。·132·机床与液压第42卷针

8、对大尺寸零件进行加工的大型双牛头电火花机载荷主要为工具电极、主轴头、主轴调整座及工具电床，其不