數控機床的(de)剛性是指機床(chuáng)在加工產品時產生的振動,剛性高振動小,剛性小振動大(dà)。機床的床身、傳動係統直接能影響到整台機床的(de)剛性。不同剛性的(de)機(jī)床在加工產品時對刀具的選用(yòng)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(chéng)本。
機床(chuáng)的剛性體現在兩個方麵(miàn):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機床自身的變形的大小。
舉個具(jù)體體現的(de)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(dù)K=100,100,80.則切削時三(sān)軸各自的變(biàn)形: δx=1000/100=10μm=0.01mm, δy=0.005mm, δz=0.0025mm。
例子(zǐ)中所述的K值即為衡量機床(chuáng)剛性的一個值。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,床身的變形等等。靜剛(gāng)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(chuáng)為2軸)。
二、動態剛性是衡量一台機床(chuáng)剛性的最重要指標。
通俗的講(jiǎng),機(jī)床動態剛性是指機床抵抗受迫振動的能力大小,術語上稱為固有頻率(lǜ)的大小(xiǎo)。
刀具在切(qiē)削的時候是高速旋轉的,旋轉切削(xuē)及材料內(nèi)部不(bú)均勻(yún)或者雜質引起振動。切削部位是整台設備的振動源。設備的(de)絲杠係統、導軌係(xì)統,床身受振動源的影響會產生受迫振動(dòng)。如果機床各(gè)部件的(de)振動較大,就會對加工產(chǎn)生非常不利的影響,主要影響切(qiē)削的粗糙度及刀具壽命(mìng),對(duì)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(shì)絲杠導軌係統的動態 剛性及床身鑄鐵件的抗振動(dòng)頻率,當然主(zhǔ)軸(zhóu)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、床身自重越大,主軸(zhóu)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(dòng)態剛性好,但轉速受影響(滾柱軸承一般隻用於車(chē)床);
3、一般滑動導軌比滾動導軌動態(tài)剛性好,但滑動速度(dù)受影響(滑(huá)動導軌速度一般<30m/min,滾動導軌可以(yǐ)達到180m/min) 另外,機床調試參數的設置對動態剛度性能有非常(cháng)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(néng)的關鍵條件。假設機械性能的(de)得分是 80分,但是(shì)電氣調試數隻能發(fā)揮(huī)其50%,這就比機械(xiè)性能得分60分,電氣調試發揮(huī)其90%的情況來得(dé)差。(電氣參數不(bú)合理會引起伺服電機的(de)反饋震顫)。
動態剛性沒有具體檢測的指標,但是通過試切樣件可以大致看(kàn)出機床的動態剛性的性能。主要通過大吃刀量切削測試(shì)、精加工樣件測試、圓(yuán)頂球麵樣件切削(xuē)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(xiè)製造、電氣調(diào)試等貫穿(chuān)於機床生產的所有環節的影響,是一台數控設備(bèi)的綜(zōng)合(hé)性能的體現。通常來說(shuō),動態剛性與靜(jìng)態(tài)剛(gāng)性是正比關係。