數控機床的剛性是指機床在加工產品時產生的振動,剛性高振(zhèn)動小(xiǎo),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(chuáng)的剛性。不同剛(gāng)性的機床在加工產品時(shí)對刀具的選用和損(sǔn)耗影響非常大,也直(zhí)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:靜剛性(xìng)和動態剛(gāng)性
一(yī)、靜剛性表示機床在切削過程(chéng)中所引起(qǐ)的(de)機床自身的變形的大(dà)小。
舉個(gè)具體體現的例子:
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(de)K值(zhí)即為衡量機床剛性的一個值。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(děng)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(xìng)是衡(héng)量一台機床剛性(xìng)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動的(de)能力大小,術語上稱為固有頻率的大小(xiǎo)。
刀具在切削的時(shí)候是高速旋轉的,旋轉切削及材(cái)料內(nèi)部不均勻或(huò)者雜質引起振(zhèn)動。切削部位是整台設備的振(zhèn)動源。設備的絲杠係統、導軌係統,床(chuáng)身受振動源(yuán)的影響會產生受迫振動。如果機床各部件(jiàn)的振動較(jiào)大,就會對加工產生非常不(bú)利的(de)影(yǐng)響,主(zhǔ)要影響切削的粗糙度及刀具壽(shòu)命,對高(gāo)精度加工更是有致命性影響。
動態剛性受很多方麵的影響,其(qí)中最主要的是絲杠導軌係統的動態 剛性及床身鑄鐵(tiě)件的抗振動頻(pín)率,當(dāng)然主軸剛性是最基礎的也是最重要的環節。
依照經驗:
1、絲(sī)杠直徑越大(dà)、床身自(zì)重越大,主軸前端軸承內直徑越大,則(zé)動態(tài)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(gāng)性好,但轉速受影響(滾柱軸承一般隻用於車床);
3、一般滑動導(dǎo)軌比(bǐ)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,滾動導軌可以達到180m/min) 另外,機床(chuáng)調(diào)試參(cān)數的(de)設置對動態剛度性能有非常大(dà)的影響。機械性能是基(jī)礎,電氣調(diào)試與機械性能的契合度卻是發揮機械性(xìng)能的關鍵條件。假設機(jī)械性能的得分是 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(shì)發揮其90%的情況來得差。(電氣參數不合理(lǐ)會引起伺服電機的反饋震顫)。
動態剛性沒有具體檢測的指(zhǐ)標,但是通過(guò)試切樣件可以(yǐ)大致看出機床的動態剛性(xìng)的(de)性能(néng)。主要(yào)通過大吃刀量切削測試、精加工樣件測試、圓頂球麵樣件切削測試三(sān)個方麵來檢測。
綜上所述,動態剛性受機械設(shè)計、機械製造、電(diàn)氣(qì)調(diào)試等(děng)貫穿於機床生產的所有環節(jiē)的影響(xiǎng),是一台數控設備的綜合性能的體現。通常來說,動態剛(gāng)性與靜態剛性是(shì)正比關係。