數控機床的剛性(xìng)是(shì)指機床(chuáng)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、傳動係統直接能影響到整台機床的剛性。不同剛性的機(jī)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(shēng)產成本。
機床的剛性體現在兩個方麵:靜剛性和動態剛性
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(jǔ)個具(jù)體體現的例子:
切削受力(lì)X方向1000N,Y方向500N,Z方向200N。XYZ方向絲杠係統剛(gāng)度K=100,100,80.則切削(xuē)時三軸(zhóu)各自的變形: 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(yī)個值。通常機床絲杠係統的K值在50~200之(zhī)間。
除此之外,還有導軌的變形(xíng),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絲杠係統的靜剛性(車床為2軸)。
二、動態(tài)剛性是衡量一台機床剛性的最重要指標。
通俗的講,機床動態剛(gāng)性是指機(jī)床抵抗受迫振動的能力大小,術語上稱為固有頻率的大小。
刀具在切削的時候是高速旋轉的,旋轉切削及材料(liào)內部不均勻(yún)或者雜質引起振(zhèn)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(tǒng),床(chuáng)身受振(zhèn)動源的影響會產生受迫振動。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(yǐng)響切削(xuē)的粗糙度及刀具壽命,對高精度加工更是有致命性影響。
動態剛性受很多方(fāng)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,當然主軸剛性是最基礎的也是最重要(yào)的環節。
依照經驗:
1、絲杠直徑(jìng)越(yuè)大、床身(shēn)自重越大,主軸(zhóu)前端軸承內直徑越大,則動態剛性越好;
2、一般滾子軸承或滾柱直線(xiàn)導(dǎo)軌比滾(gǔn)珠(zhū)式的動態剛性好,但轉速受影響(xiǎng)(滾柱軸承一般隻用於(yú)車床);
3、一般滑動(dòng)導(dǎo)軌比滾動導軌動態(tài)剛性好,但滑動(dòng)速度受影響(滑動導軌速度一(yī)般<30m/min,滾動(dòng)導軌可以達到180m/min) 另外,機床調試參數的設置對(duì)動態剛度性能有非常(cháng)大的影響。機械性能是基礎,電氣調試與機械(xiè)性能的契合度卻是發揮(huī)機械性能的關鍵條件。假設(shè)機(jī)械(xiè)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,電氣調試發揮其90%的情況來得差(chà)。(電氣參數(shù)不合理會引(yǐn)起伺服電機的反饋震顫)。
動態剛性沒有具體檢測的指標,但是通過(guò)試切樣件可以大致看出機床的動態剛性的性(xìng)能。主要通過大吃刀量切削測試、精加工樣件測試、圓(yuán)頂球麵樣件切削測(cè)試(shì)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、電氣調試等貫穿於(yú)機(jī)床生產的所有環節的影響(xiǎng),是一台數控設備的綜合性能的(de)體現。通常(cháng)來(lái)說,動態剛(gāng)性與(yǔ)靜態剛性是正比關係。