數控機床的剛性(xìng)是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(jī)床的床身、傳動係統直接能影響(xiǎng)到整台機床(chuáng)的(de)剛性。不同剛(gāng)性的機床在加工產品時對刀具的(de)選用和損耗影響非常大,也直接影(yǐng)響到了最終(zhōng)的(de)生產(chǎn)效率和生產成本。
機床的剛性體現在兩個方(fāng)麵:靜剛性和(hé)動態剛(gāng)性
一、靜剛性表示機床在切削過程中所引起的機床自身的變(biàn)形的大小(xiǎo)。
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(fāng)向絲杠(gàng)係統剛度K=100,100,80.則切削時三軸各自的變形: 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個值。通常機床絲杠係統的K值(zhí)在50~200之(zhī)間。
除此之外,還有導軌的變形,床身(shēn)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、動態剛性是衡量一(yī)台機床剛性的最重要指標。
通俗的講,機床動態剛性是指機床抵抗受迫振(zhèn)動的能(néng)力大小,術語上稱為固有頻率的(de)大小。
刀具在切削的時候(hòu)是高速旋轉的,旋轉切削及材料內部不均勻或者雜質引起振動。切削部位是整台設(shè)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受迫振動。如果機床各部件的振動較大,就(jiù)會對加工產生非常(cháng)不利的影響,主要影響切削的粗糙度及刀具壽命,對高精度(dù)加(jiā)工更是有致命性(xìng)影響。
動態(tài)剛性受很多方麵(miàn)的影響,其中最主要的是絲杠(gàng)導軌係統的(de)動態 剛性及床(chuáng)身鑄鐵件的抗振動頻(pín)率,當然主軸剛性是最基礎的也是(shì)最重要的環節。
依照經驗:
1、絲杠直徑越大、床身自重越大,主軸前端軸承內直徑越大,則動態剛性(xìng)越好;
2、一般滾子軸承或滾(gǔn)柱直(zhí)線(xiàn)導軌比滾珠式的動態剛(gāng)性好,但轉速受影響(滾柱軸(zhóu)承(chéng)一般(bān)隻用於車床(chuáng));
3、一般滑動導軌比滾動導軌動態剛性好,但滑(huá)動速度受影響(滑動導軌速度一般<30m/min,滾動導軌可(kě)以(yǐ)達到180m/min) 另外,機床調試(shì)參數的設置對動(dòng)態剛度性能有非常(cháng)大的影(yǐng)響。機械性能是基礎,電氣調試與(yǔ)機械性能的契合度卻是發揮機械性能的關鍵條件。假設機械性能的得分(fèn)是 80分,但是電氣調試數隻能發揮其50%,這就比機(jī)械性(xìng)能得分60分,電氣調試發揮其90%的情況(kuàng)來得(dé)差。(電氣參數不合理(lǐ)會引起伺服電機的反饋震顫(chàn))。
動態剛性沒(méi)有(yǒu)具體檢(jiǎn)測的指標,但是通過試(shì)切樣件可以大致看出機(jī)床的動態剛性的性能。主要(yào)通過大吃刀量切削測試、精加(jiā)工樣件測試、圓頂球麵樣件切削測試三個方麵來檢測。
綜上所述,動態剛(gāng)性受(shòu)機械(xiè)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,是一台數控設備的綜合性能的體現。通常來說,動態剛性與靜態剛性是正比關(guān)係。