數控機床的剛(gāng)性是指機床在加工產品時產生的振動,剛性高振(zhèn)動小,剛性小振動大。機床的床身、傳動係統直接能影響(xiǎng)到(dào)整台機床的剛性。不同剛性的機床在(zài)加工產品時對刀具的選用和損(sǔn)耗影響非常(cháng)大,也直接影響到了最終的生產效率(lǜ)和生產成本。
機床的剛性體現在(zài)兩個方麵(miàn):靜剛性和動態剛性(xìng)
一、靜剛(gāng)性表示機床在切(qiē)削過(guò)程中所引(yǐn)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方向絲杠係統剛度K=100,100,80.則切削時三(sān)軸各自的變形: δx=1000/100=10μm=0.01mm, δy=0.005mm, δz=0.0025mm。
例子中所述(shù)的K值即為衡量機床剛性的一個(gè)值。通常機床絲杠係統的K值在50~200之間。
除此之外,還有導軌的變形,床身的變(biàn)形等等。靜剛性是由多種因素構(gòu)成的,但(dàn)最主要的環節是三軸絲杠係統的靜剛性(車床為2軸)。
二、動態剛性是衡量一台機床剛性的最重要(yào)指標。
通俗的講,機(jī)床動態剛性是指機床抵抗受迫振動的能力大小,術語上稱為固(gù)有頻率的大(dà)小。
刀具在切(qiē)削的時候是(shì)高速旋轉(zhuǎn)的,旋轉切削及材料內(nèi)部不均勻或者雜質引起振動。切削部位是整台設備的(de)振動源。設備的絲杠(gàng)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,就會對加工產生非常不利的影響,主要影響(xiǎng)切(qiē)削的粗糙度及刀具(jù)壽命,對高精度加工(gōng)更是(shì)有致(zhì)命性影響。
動態剛性受很多方麵的(de)影響,其中最主(zhǔ)要的是絲杠導軌(guǐ)係統(tǒng)的動態 剛性及床身鑄鐵件的抗振動頻率,當然主軸剛性是最基礎的也是最重要的環節。
依照經驗:
1、絲杠直徑越大(dà)、床身自重越大,主軸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導軌比滾珠式的動態剛性好,但轉速受(shòu)影響(xiǎng)(滾柱軸(zhóu)承一般隻用於車床);
3、一般滑動導軌比(bǐ)滾動導軌動態剛性好,但滑動速(sù)度受影(yǐng)響(xiǎng)(滑動導軌速度一般<30m/min,滾動導軌可以達到180m/min) 另外,機床調試參數的設置對(duì)動態剛度性能有非(fēi)常大的影響(xiǎng)。機械性能是基礎,電(diàn)氣調試與機械性能的契合度卻是發揮(huī)機械性能的(de)關鍵條件。假設機械性能的(de)得分是 80分,但是電(diàn)氣調試數隻能發揮(huī)其50%,這就比(bǐ)機械性能得分60分,電氣調試發揮其90%的情(qíng)況來得差。(電氣參數不合(hé)理會引起伺服電機的反饋震顫)。
動態剛性沒有(yǒu)具體檢測(cè)的指標,但是通(tōng)過試切樣件可以大(dà)致看(kàn)出機床的動態剛性的性能。主要通過大吃刀量(liàng)切(qiē)削測試、精加(jiā)工樣件(jiàn)測試、圓頂球麵樣(yàng)件切削測試三個方麵來檢測。
綜上所述,動態剛性(xìng)受機械設計、機械製造、電氣調試等貫穿於機床生產(chǎn)的所有環節(jiē)的影響,是一台數控設備的綜合性能的體現。通(tōng)常來(lái)說,動態剛性與靜態剛(gāng)性是正比關係(xì)。