數控機床的剛性是指機床在(zài)加工產品時產生的振動,剛性高振動小,剛性小(xiǎo)振動大。機床的床身(shēn)、傳動係統直接(jiē)能影響到整台(tái)機床的剛(gāng)性(xìng)。不同剛性的機床在(zài)加工產品時對刀具的選用和損耗影響非常大,也直接影響到了最終的生產效率和生(shēng)產成本。
機床的剛性體現在兩(liǎng)個方麵:靜剛性和動(dòng)態剛性
一、靜剛性表示機床在切削過程中所引起的機床自身(shēn)的變形的大小。
舉個具體體現的例子:
切削受力X方向1000N,Y方向500N,Z方向200N。XYZ方向絲杠係統剛度K=100,100,80.則切削時三軸各自(zì)的變形: δx=1000/100=10μm=0.01mm, δy=0.005mm, δz=0.0025mm。
例子中所述的K值即為衡量機床剛性的一個值。通常機床絲杠係統的K值在(zài)50~200之間。
除此(cǐ)之外,還有導軌的變形,床身的變形等等。靜剛(gāng)性是由多種因素(sù)構成(chéng)的,但最(zuì)主要的環節是三軸絲杠係統的靜剛性(車床為2軸)。
二、動態剛性是衡量一台機床剛性(xìng)的最(zuì)重要指標。
通俗的講,機(jī)床動態剛性是指機床抵(dǐ)抗受迫振動的(de)能力大小,術語上稱為固有頻率的大小。
刀具在切削的時候是高(gāo)速旋轉(zhuǎn)的,旋轉切削及材料內部不均勻或者(zhě)雜質引起振(zhèn)動。切削部位是整台設備的振動源。設備的絲(sī)杠(gàng)係統、導軌係統,床身受振動源的影響會產生受迫(pò)振動。如果機床各部件的振(zhèn)動較大,就會對加工產生非常不利(lì)的影響,主要影響(xiǎng)切削的粗糙度及刀具壽命,對高精度加工更是有(yǒu)致命性影響。
動態(tài)剛性受很多方麵的影響,其中最主要的是絲杠導軌係(xì)統的動態 剛性及床身鑄(zhù)鐵件的抗振動頻率,當然主軸剛性是(shì)最基礎的也是最重要(yào)的環節。
依照經驗:
1、絲杠直徑越大、床身自重越大(dà),主軸前端軸承內直徑越大,則(zé)動態(tài)剛性越好;
2、一般(bān)滾子軸承或滾柱直線導軌(guǐ)比滾珠式的動態剛性好(hǎo),但轉速受影(yǐng)響(xiǎng)(滾柱軸承一般(bān)隻用於車床);
3、一般滑動導軌比滾動導軌動態剛(gāng)性好,但滑動速度受影(yǐng)響(滑動導軌速度一般(bān)<30m/min,滾動導軌可以(yǐ)達到180m/min) 另外,機床調試參數的(de)設置對(duì)動態剛度性能有非(fēi)常大的影響。機械性(xìng)能是基礎,電氣調試與機械性能的契合度卻是發揮機(jī)械性能的關鍵(jiàn)條(tiáo)件。假(jiǎ)設機械性能的得分是 80分,但是電氣調試數隻能發(fā)揮其50%,這就(jiù)比(bǐ)機械性能得分60分(fèn),電氣調試發揮其90%的情況來得差。(電氣參數不合理會引起伺服電機的反饋震顫)。
動態剛性(xìng)沒有具體檢測的指標,但是通過(guò)試切樣(yàng)件可以大致看出機床的動態剛性的(de)性(xìng)能。主要通過大吃(chī)刀量切削測試、精加工樣件測試(shì)、圓頂球麵樣件切削測試三個方麵(miàn)來檢測。
綜(zōng)上所述,動態剛性受機械設計(jì)、機械製造(zào)、電氣(qì)調試等貫穿(chuān)於機床生產的(de)所有環節的影響,是一(yī)台數控設備的綜合性(xìng)能的體現。通(tōng)常來說,動態剛性與靜態剛性是正比關係。