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第526章 挑剔才能进步

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程时说:“你们说的我都听到了。我非常支持并联机床的研发。相对论从提出来到现在也有几十年了,一直没有运用到实际中,但是并不妨碍它成为最伟大的物理理论之一。”

“奇异点的问题,是因为缺乏有效的补偿方法。以后计算机和算法飞速发展,这个问题很快就能解决。”

小李摇头:“我真是觉得不值得。开创者说的那些优点根本就没有理论是实践依据。”

程时:“好,我们就来分析一下。首先说刚度。并联机床的刚度显著高于串联机床,这一优势主要源于其独特的结构设计和力学特性。”

“并联机床通过多根支链,通常为6杆,连接动平台与定平台,形成封闭的空间桁架结构。这种结构类似于建筑中的桁架,所有支链仅承受拉压载荷,而无弯矩或扭矩,材料利用率接近理论极限。”

“相比之下,串联机床的主轴箱、工作台等部件通过悬臂结构连接,存在显著的弯矩和剪切力。传统五轴机床的主轴箱在高速切削时,悬臂端的变形可能超过±0.02mm,而并联机床的支链变形,理论上可以控制在±0.002mm以内。”

“并联机床的切削力通过多根支链同步传递至基础框架,载荷分散在多个路径上。每个支链仅承受总载荷的六分之一,而串联机床的主轴箱和工作台需承受全部载荷。这种分布式承载特性使得并联机床的动态刚度显著提升。可以显著提高动态刚度和刀具寿命。”

“然后是精度。并联机床的运动部件如主轴头,直接由支链驱动,传动链长度缩短至传统机床的三分之一。多支链结构使得单个支链的制造误差被平均化,还取消了传统机床的齿轮箱和丝杠副,大大减少传动误差,所以精度会比串联机床高。”

“并联机床的运动部件质量小,动态响应速度快,惯性小,对称结构还可有效抑制热变形。但是高速运动时六杆的惯性耦合效应可能引发振动。但是工作空间受限,现有平台的有效加工区域仅为其体积的10-15%。”

“串联机床的优点是结构简单,工作空间大比如龙门式机床可覆盖数米范围,适合大型零件加工动态响应稳定,适合低速高精度加工。误差分布直观,可通过机械预紧和导轨润滑降低摩擦误差。但是它的多层导轨和悬臂结构导致刚度较低。累积误差显著。”

“最后是成本。并联机床的零部件数量减少50%以上,因为可以不需要如无导轨和滑台,制造成本理论上降低30%。但是控制系统复杂,维护成本高。”


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