數控機床的剛(gāng)性是指機(jī)床在加工(gōng)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(tǒng)直接能影響到整(zhěng)台機床的(de)剛(gāng)性(xìng)。不同剛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(xìng)體現在兩個方麵:靜(jìng)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機床自身的(de)變形的大小。
舉個具體(tǐ)體現的(de)例子:
切削受(shòu)力X方向1000N,Y方向500N,Z方向200N。XYZ方向絲杠係統剛度(dù)K=100,100,80.則切削時三軸各自(zì)的變形(xíng): δx=1000/100=10μm=0.01mm, δy=0.005mm, δz=0.0025mm。
例子中所(suǒ)述的(de)K值即為衡量機床剛性(xìng)的一個(gè)值。通常機床絲(sī)杠係統(tǒng)的K值在50~200之間。
除此之外,還有導軌的變形(xíng),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(de)環節是三軸絲杠係統的(de)靜(jìng)剛性(車(chē)床為(wéi)2軸)。
二(èr)、動態剛性是(shì)衡量一台機床剛性的最重要(yào)指標。
通俗的講(jiǎng),機床動態剛(gāng)性(xìng)是指機床抵抗受迫(pò)振動的能力大(dà)小,術語上稱為固有頻率的大小。
刀具在(zài)切削的時候是高速旋轉的,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(zhěng)台設備的振動源。設備的絲杠係(xì)統、導軌係統,床(chuáng)身受振動源(yuán)的影(yǐng)響(xiǎng)會產生受迫振動。如果機床各部件的振動較大,就會對加(jiā)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(mìng),對(duì)高(gāo)精度加工更是(shì)有致命性影響。
動(dòng)態剛性受很多(duō)方麵的影響,其中(zhōng)最(zuì)主要的是(shì)絲杠導軌係統的(de)動態(tài) 剛性及(jí)床身鑄鐵件的抗振動頻率,當然主軸剛性是最基(jī)礎的也是最重要(yào)的環節。
依照經驗:
1、絲杠直(zhí)徑越大、床身自重越大,主軸前端(duān)軸承內直徑越大,則動態剛性(xìng)越好;
2、一般滾子軸承或滾柱直線導軌比滾珠式的動態剛性好,但(dàn)轉速受影響(xiǎng)(滾柱軸承一般隻(zhī)用於車床);
3、一般滑動導軌比滾動導軌動態剛性好,但滑動速度受影響(滑動(dòng)導軌(guǐ)速度一般<30m/min,滾動導(dǎo)軌可以達到180m/min) 另(lìng)外,機床調試(shì)參數的設(shè)置對動態剛度性能有非常大的影響。機械性能是基礎,電氣調試與機械性能的契合度卻是發揮機械性能的關鍵條件。假設機械性能(néng)的得分是 80分,但是電氣調試數隻能發揮其50%,這就比機械(xiè)性能(néng)得分60分,電氣調試發揮其90%的情況來(lái)得差。(電氣參數不合理會引起伺服電機的反饋震顫)。
動態剛(gāng)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動態剛性的性能。主要通過大吃刀(dāo)量切削測試、精加工樣件測試、圓頂球(qiú)麵樣件切削測試三個方麵來檢測。
綜上所述,動態剛性受機械設計(jì)、機械製造、電氣調試(shì)等貫穿於機床生產的(de)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(tài)剛性與靜態剛性是正比關係。