數控機床的剛性(xìng)是(shì)指機床在加工產品時產生的振動,剛性高振動小,剛性小振動大。機床的床身、傳動係統直(zhí)接能影響到整(zhěng)台機床的剛性。不同剛(gāng)性的機床在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產成本。
機床的剛性體現在兩個方麵(miàn):靜剛(gāng)性和動態剛性
一、靜剛性表示機床在切削過程中所引起的(de)機床自(zì)身的(de)變形的大小。
舉個具體體現的例子:
切削受(shòu)力X方向1000N,Y方向500N,Z方向200N。XYZ方向絲杠係統(tǒng)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(jī)床剛性的一個值。通常機床絲杠係統的K值在50~200之間。
除此(cǐ)之外,還有(yǒu)導軌的(de)變(biàn)形,床身的變形等等(děng)。靜剛性是由多種因素構成的,但最主要的環節是三軸絲杠係統的靜剛性(車床為(wéi)2軸)。
二、動態剛性是衡量一(yī)台機床剛性的最重要指標。
通俗(sú)的講,機床動態剛性是指機床抵抗受迫(pò)振動的能力大小,術語上稱為固有頻率的大小。
刀具在切削的時候是高(gāo)速旋轉的,旋轉切削及材料內部(bù)不均勻或(huò)者雜質引起振動。切削部位(wèi)是整台設備的振動源。設備的絲杠係統、導軌(guǐ)係統,床身(shēn)受振動源的影響(xiǎng)會產生受迫振動。如果機床各部件(jiàn)的振動較(jiào)大,就會對加工產(chǎn)生非常不利的影響,主要影響切(qiē)削的粗糙度及刀具壽命,對高精度加(jiā)工更是有致命性影響。
動(dòng)態剛(gāng)性受很(hěn)多方麵的影(yǐng)響,其(qí)中最主要(yào)的是絲杠導軌係統的動態 剛性及床身鑄鐵件的抗振動頻率,當然主軸剛性是(shì)最基礎的也(yě)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,主軸前端軸(zhóu)承內直徑越大,則動態剛性越(yuè)好;
2、一般滾子軸承或滾柱直線(xiàn)導軌比滾珠式的動態(tài)剛性好,但轉速受影響(滾(gǔn)柱軸承一(yī)般隻用於車床(chuáng));
3、一般滑動導軌比滾動導軌動態剛性(xìng)好,但滑動速度受影響(滑動導軌速度一般<30m/min,滾動(dòng)導軌(guǐ)可以達到180m/min) 另(lìng)外,機床調試參數的設置對動態剛度性能有非常大(dà)的影響。機械(xiè)性能是基(jī)礎,電氣調試與機械性能的契合度(dù)卻是發(fā)揮(huī)機械性能的關鍵條件。假(jiǎ)設機械性(xìng)能的得分是 80分,但是電氣(qì)調試數隻能發(fā)揮其50%,這就比機械性能得分60分,電氣調試發揮其90%的(de)情(qíng)況來得差。(電氣參(cān)數不合理會引起伺服電機的(de)反饋震(zhèn)顫)。
動態剛性沒有具體檢測的指標,但是通過試切樣件可以大致看出機床的(de)動(dòng)態剛性(xìng)的性能。主要通過大吃(chī)刀量切(qiē)削(xuē)測(cè)試、精加工(gōng)樣件測試、圓頂球麵樣件切削測試三個方麵來檢測。
綜(zōng)上所述,動態剛性受機械設計、機(jī)械製(zhì)造、電(diàn)氣調試等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(néng)的體現。通常來說,動態剛性與靜態剛性是(shì)正比(bǐ)關係。