數控機(jī)床的剛性是指(zhǐ)機床在加工(gōng)產品時產生的(de)振動,剛性(xìng)高振動小,剛性小振動大。機床的床身、傳(chuán)動係統直接能影響到整台機床的剛性。不同剛性的機床在加工產(chǎn)品(pǐn)時對刀(dāo)具的選用和損耗影(yǐng)響非常大,也直接影響到了最終的生產效率(lǜ)和生(shēng)產成本(běn)。
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(de)機床自身(shēn)的變形的大小。
舉個具體體現的例子(zǐ):
切削受力X方(fāng)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(xuē)時(shí)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(xìng)的一個值。通常機床(chuáng)絲杠係統的K值在50~200之間。
除此之外,還有(yǒu)導軌的變形,床身的變形等等。靜剛性是(shì)由多種因(yīn)素構成的,但最主(zhǔ)要的環節是三軸絲杠係統的靜剛(gāng)性(車床為2軸)。
二、動態剛性是衡量一台(tái)機床剛性的最重要(yào)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(dà)小。
刀具在切削的時候是高速旋轉的,旋轉切削(xuē)及材(cái)料內部(bù)不均(jun1)勻或(huò)者雜質引起振動。切削部位是整(zhěng)台設備的(de)振動源。設備的(de)絲杠係統(tǒng)、導軌係統,床身受振動源的影響會產生受迫振動。如果機床(chuáng)各部件的(de)振動較大,就(jiù)會對加(jiā)工產生非常不利的影響,主要影響切削的(de)粗(cū)糙度及刀具(jù)壽命,對高(gāo)精(jīng)度加工更是有致命性影響。
動態(tài)剛性受很多方麵的影響,其中最主要的是絲杠導軌係統的動態 剛(gāng)性及床身鑄(zhù)鐵件的抗(kàng)振(zhèn)動頻率,當然(rán)主軸剛性是最基礎的也是最重要的環(huán)節。
依照(zhào)經驗:
1、絲(sī)杠(gàng)直徑(jìng)越大、床身自重越大,主軸前端軸承內直徑(jìng)越大,則動態剛性(xìng)越好;
2、一般滾子軸承或滾柱(zhù)直線導軌比滾珠式的動態剛性好,但轉速受影響(xiǎng)(滾柱(zhù)軸承一般隻用於車床);
3、一般滑(huá)動導軌(guǐ)比滾動導軌動態(tài)剛性好,但滑動速(sù)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,機床調(diào)試參數的設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(shì)與機械(xiè)性能的契(qì)合度卻是發揮機械(xiè)性能的關鍵條件。假設機械(xiè)性能的得分是 80分,但是電氣調試數(shù)隻能發揮(huī)其50%,這就比機械性能得分60分,電(diàn)氣調(diào)試發揮其90%的情(qíng)況來得差。(電氣參數(shù)不合理會引起伺服電機的反饋(kuì)震顫)。
動態剛(gāng)性沒有具體檢(jiǎn)測的指標,但是通過試切樣件可(kě)以大致看出機床的動態剛性的性能。主要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個方麵來檢測。
綜上(shàng)所述,動態剛性受機械設計、機械製造、電氣調試等貫穿於機床生產的所有環(huán)節的影響,是(shì)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(xìng)是正比關係。