數控機床的剛性是指機床在加工產品時產生的(de)振動,剛性高振動小,剛性小振動大。機床的床身、傳動係統直接能影響到整台機床的剛性。不同剛性的機床在加工產品時對刀具的選(xuǎn)用和損耗影響非常(cháng)大,也直接影響到了最終的生產效率和生產成(chéng)本。
機床的剛(gāng)性體現在(zài)兩個方麵: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的(de)變形(xíng)的大小。
舉個具體體(tǐ)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.則切削時三軸各自的(de)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(chuáng)絲杠係統的K值在50~200之間。
除此之外,還有導軌(guǐ)的變形,床身的變形等等。靜剛性是由多種因素構成的,但最主要的環(huán)節是三軸絲杠係統的靜剛性(xìng)(車(chē)床(chuáng)為2軸)。
二、動態剛性是衡量一台機床剛(gāng)性的最重要指標。
通俗的講,機床動態剛性是(shì)指機床抵抗受迫(pò)振動的能力大小,術語上稱為固有頻率的大小。
刀具(jù)在切削的時候是高速(sù)旋轉的,旋轉切削及材料內部不均勻或(huò)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產生(shēng)受迫振動。如果機床各(gè)部件的(de)振動較大,就會對加工產生非常不利的影響,主要影響切削的粗糙度及刀具壽命,對高精度加工更是有致(zhì)命(mìng)性影響。
動態剛性受很多方麵的影響,其中最主要的(de)是絲杠導軌係統的動態 剛性及床身鑄鐵(tiě)件的抗(kàng)振動頻(pín)率,當然主軸剛性是最基礎的也(yě)是最重要的(de)環節。
依照經驗:
1、絲杠直徑越大(dà)、床身自重越大,主軸前端軸承內直徑越大,則動態剛性越好;
2、一(yī)般滾子軸(zhóu)承或滾柱直線導軌比滾珠(zhū)式的動態剛性好,但轉速受影響(滾柱軸承一般隻用於車床);
3、一般滑動導軌比滾動導軌動態剛性好(hǎo),但滑動速度受影響(滑動(dòng)導軌速度一般<30m/min,滾動(dòng)導(dǎo)軌可以達到180m/min) 另外,機床調試參數的設置(zhì)對動態剛(gāng)度性能(néng)有非常大的(de)影響。機械性能是基礎,電氣調(diào)試與機械(xiè)性能的契合度卻(què)是發揮機械性能的關鍵條件。假設機械性能的得分是(shì) 80分,但(dàn)是(shì)電氣(qì)調試數隻能發揮其(qí)50%,這就比機械性能得分60分,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(chàn))。
動態剛(gāng)性沒有具體檢測的指標,但是通過試切樣(yàng)件可以(yǐ)大致看出機(jī)床的動態剛性的性能。主要通過大吃刀量切削測試、精加工樣件測試、圓頂球麵樣件切削測(cè)試三個方麵來檢(jiǎn)測。
綜上所述,動態剛性受機(jī)械設計、機械製造、電氣調試等貫穿於機床生產的所有環節的影響,是一(yī)台數控設備的(de)綜合性能的體(tǐ)現。通常來說,動態剛性與靜態剛性是正比關係。