數控機床(chuáng)的剛性是指機床在加工產品時產生的振動,剛(gāng)性高振動小,剛性小振動大(dà)。機床的床身、傳動係統直接能影響到整台機(jī)床的剛(gāng)性。不同剛(gāng)性的機床在加工產品(pǐn)時對刀具的選用和損耗影響非常大,也直(zhí)接影響到了最終的(de)生產效率和生產成本。
機床的剛性體現在兩個(gè)方(fāng)麵:靜剛性和動態剛性
一、靜剛性表(biǎo)示機床在切削過程中所(suǒ)引起的機(jī)床(chuáng)自(zì)身的變形的大小。
舉個具體體現的例子:
切削受力X方向(xiàng)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(xuē)時三軸各自的變形: δx=1000/100=10μm=0.01mm, δy=0.005mm, δz=0.0025mm。
例子中(zhōng)所(suǒ)述的K值即為衡量機床剛性的一個值。通常機(jī)床絲杠係統的K值在50~200之間。
除此之(zhī)外,還有導軌的變形,床(chuáng)身的變形等等。靜剛性是由多種因素構成的,但最主要的環節是三軸絲(sī)杠係統(tǒng)的靜剛性(車床為2軸)。
二、動態剛(gāng)性是衡量一台機床剛性的最重要指標。
通俗的講,機床(chuáng)動態剛性是指機床抵抗受迫振動的能力大小(xiǎo),術語上稱為固有頻率(lǜ)的大小(xiǎo)。
刀具在切削的時候是高速旋(xuán)轉的,旋轉切削及材(cái)料內部不均(jun1)勻或者雜質引起振動。切削部位是整台設備的振動源。設備的絲杠係統、導軌係統,床身受振動源的影響會(huì)產生受迫振動。如果機床各部(bù)件的振動較大,就會對加工產生非常不利(lì)的影響,主要影響切削的粗糙度及刀具壽命,對高(gāo)精度加工更是有致命(mìng)性影響。
動態剛性受很多方麵的影(yǐng)響,其中最主要的(de)是絲杠導軌係(xì)統的動態 剛性及床身鑄鐵件的抗振動頻率,當然主軸剛性是最基礎的也是最重要的環節(jiē)。
依照經驗:
1、絲(sī)杠(gàng)直徑越大、床身自重越大,主軸前端軸承內直徑(jìng)越大,則動態剛性越好;
2、一般滾子軸承或滾柱直線導軌比滾珠式的動態剛性好,但(dàn)轉速受(shòu)影(yǐng)響(滾柱軸承一般隻用於車床);
3、一般滑動導軌(guǐ)比滾動(dòng)導軌動態剛性好,但滑動速度受影響(滑(huá)動導軌速度一般<30m/min,滾動導軌(guǐ)可以達到180m/min) 另外,機床調試參數的設置對(duì)動(dòng)態剛度性能有非常大的影響。機械性能是基礎,電氣調試與機械性能的契合度卻是(shì)發揮機械性能的關鍵(jiàn)條件。假(jiǎ)設機械性能的得分是 80分,但是電氣調試數隻能發揮其50%,這就比機械性能得分60分,電(diàn)氣調試發揮其90%的情況(kuàng)來得差。(電氣參數不合理會引(yǐn)起(qǐ)伺服(fú)電機的反(fǎn)饋震顫)。
動態剛性沒有具體檢測(cè)的指標,但是通過(guò)試切樣件(jiàn)可(kě)以大致看出(chū)機床的動態剛性的性能。主(zhǔ)要通過大吃刀量切削測試、精加工樣件測試、圓頂球麵樣(yàng)件切削測試三個方麵來檢測(cè)。
綜上所述,動態剛性受機械設計、機械製造、電氣調試等(děng)貫穿於機床生產的所有環節的影響,是一台數控(kòng)設備的綜合性能的體現。通常(cháng)來說,動態剛性與靜態剛性是正比關係。