机床静刚度是指机床在静载荷作用下，在规定方向上抵抗承装刀具与承装工件的部件间相对位置变化的能力，它是保证机床加工精度和表面加工质量的重要性能指标[1]。在机械加工过程中，机床和工件、刀具、夹具构成的工艺系统在切削力、夹紧力、传动力、惯性力以及自身重力作用下，会产生相应的变形，这种变形会破坏已经调整好的刀具和工件之间成形运动的相对位置，从而造成切削加工几何形状误差和尺寸误差，影响零件的机械加工精度[2]。

　　由于机床是由各种零件、部件按不同连接方式和运动方式组合起来的总体，因此，这种加工误差是机床系统在载荷作用下，传递到力的所有部件变形和每一对零件接触副变形的综合结果[3]。如果想获得机床的静刚度，先要获得机床各组成部件的静刚度。目前，针对机床静刚度的研究方法主要以有限元分析法[4]和实验测量法[5]为主。有限元分析法虽然省时省力，但是准确度不高，针对本科生的课程实验而言，采用实验测量法更为合适。

　　本实验基于三向静载荷测定法对机床各部件的静刚度进行测定，通过计算获得机床整机静刚度，对实验结果进行分析可以获得机床静刚度对加工精度的影响，进而探索提高机床静刚度的有效措施。

　　1 实验装置和测量原理

　　2 实验结果及分析

　　3 机床部件静刚度的影响因素及提高方法

　　4 结语

　　实践表明，基于三向静载荷测定法的机床静刚度测定实验取得了很好的教学效果。学生不仅加深了对工艺系统刚度概念和特点的理解，掌握了机床部件静刚度的测定方法和机床静刚度的计算方法。通过分析实验结果，学生理解了机床静刚度对工件加工精度的重要影响。通过分析机床部件静刚度的影响因素，学生获得了提高机床静刚度的方法，为今后进行机床相关结构设计打下了坚实的基础。本实验不但培养了学生的实践动手能力，还培养了学生的团队合作精神。

　　参考文献

　　[1] 刘涛,米洁.机床静刚度测量系统设计及刚度评价[J].北京信息科技大学学报(自然科学版),2019,34(3):90-93.

　　[2] 张宪明,王云海.普通车床工艺系统刚度的测定及分析[J].制造技术与机床,2018(7):52-56.

　　[3] 赵锐.机床静刚度检测方法研究[D].西安:西安理工大学,2011.

　　[4] 白洪良.数控机床静刚度有限元分析[J].现代工业经济和信息化,2017(15):66-68.

　　[5] 孙宗鑫,于艳.基于LabVIEW的机床静刚度测量系统及实验研究[J].中国设备工程.2017(14):98-100.

　　[6] 机械加工精度[EB/OL].https://www.docin.com/p-273988239.html.

杨振朝 侯晓莉 赵智渊 袁启龙 李言　西安理工大学机械与精密仪器工程学院