數控機床的剛性是指機床在加工產品時產(chǎn)生的振動,剛性高振動小,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(yǐng)響到了最終的生產效(xiào)率和生產成(chéng)本(běn)。
機床的剛(gāng)性體現(xiàn)在兩個方麵:靜剛性和動態剛(gāng)性
一、靜剛性表(biǎo)示機床在切削過程中所引起的機床自身的變形的(de)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(gàng)係統剛度(dù)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(xìng)的(de)一個值。通常(cháng)機床絲杠係統的K值在(zài)50~200之間(jiān)。
除此之外,還有導軌的變(biàn)形,床身的變形等等。靜剛性是由多種因素構成的,但最主要的環節是三軸(zhóu)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的最重要指標。
通俗的講,機床動態(tài)剛性是指機床抵(dǐ)抗受迫振動的能力大(dà)小(xiǎo),術語上稱為固有頻率的大小(xiǎo)。
刀具在切削的時候是高速旋轉的,旋轉切削及材料內部(bù)不均勻或者雜質引起振動。切削部位是整台(tái)設備的振動源。設(shè)備(bèi)的絲杠係統、導軌係統,床身受振動源的影響會產(chǎn)生(shēng)受迫振動。如果機床各部件的振動較大,就會對加工產生非常不利的影響,主要影響切削(xuē)的粗糙度及刀具壽命,對高精度加工(gōng)更(gèng)是有致命性影響。
動態剛性受很多方麵的影響,其中最主要的是絲杠導軌係統的動態 剛性及床身鑄鐵件的抗振(zhèn)動頻率,當然主軸(zhóu)剛性是最(zuì)基礎的也是最重要的環節。
依照(zhào)經驗:
1、絲(sī)杠直(zhí)徑(jìng)越大、床身自重越大,主軸前端軸承內直徑越大,則(zé)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(dòng)態剛性好,但轉(zhuǎn)速受影響(滾柱軸承一般隻用於(yú)車(chē)床);
3、一(yī)般滑動導軌比滾動導軌動態(tài)剛性(xìng)好,但滑動速度受影(yǐng)響(滑動(dòng)導軌速(sù)度一般<30m/min,滾動導軌可以達到180m/min) 另外,機床調試參數的設置對動態剛度性能有非常大的影響。機械性(xìng)能是基(jī)礎,電氣(qì)調試(shì)與機械性能的契合度卻是發揮機械性能的關鍵條件。假設機(jī)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(xìng)能得分60分,電氣調試發揮其90%的情況來得差。(電氣參數不(bú)合理會引起伺服電機的反饋震顫(chàn))。
動(dòng)態剛性沒有具體檢測的指標,但是通過試切樣件(jiàn)可以大致看出(chū)機床的動態剛性的性能。主要通過大吃刀量切(qiē)削測試、精加工樣(yàng)件測試、圓頂球麵樣件切削測試三(sān)個(gè)方麵來檢測。
綜上所述,動態剛(gāng)性受機械設計、機械製造(zào)、電氣調試等貫穿於機床生產的所有環節的(de)影響,是(shì)一台數控(kòng)設備的綜合性能的體現。通常來說,動態剛(gāng)性與靜態剛性是(shì)正比(bǐ)關係。