數控機床的剛性是指機床在加工產品時產生的振動,剛(gāng)性高振動小,剛性小振動大。機(jī)床的床身(shēn)、傳動係(xì)統直接能影響到整台機床的剛性。不同剛性的(de)機床在加工產品時對刀具的選用和損耗影響非常(cháng)大,也直接影響到了最終的生產效率和(hé)生(shēng)產成本。
機床的剛性體現在兩個方麵:靜剛性和動態(tài)剛性
一(yī)、靜剛(gāng)性表示機床在切削過程(chéng)中所引起的機床自身的變形的大(dà)小。
舉個具(jù)體體現的例子:
切削受(shòu)力X方向1000N,Y方向500N,Z方向200N。XYZ方向絲杠(gàng)係統剛度K=100,100,80.則切削時三軸各(gè)自的變形: δx=1000/100=10μm=0.01mm, δy=0.005mm, δz=0.0025mm。
例子中所述的K值(zhí)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(wài),還有導軌的變形,床身的變形等等。靜剛性是由多種因素構成的,但最主要的環節是三軸(zhóu)絲杠係統的靜剛性(車床為2軸)。
二、動態剛(gāng)性是衡量一台機床剛性的最重要指標。
通俗的講,機床動態剛性是指(zhǐ)機床抵抗受迫振動的能力大小,術(shù)語上稱為固有頻率的大小。
刀具在切削的時候是高速旋轉(zhuǎn)的,旋轉切削及材料內部不均勻或(huò)者雜質引起(qǐ)振(zhèn)動。切削部位是整台設備的振動源。設備的絲杠係統、導軌係統,床身(shēn)受(shòu)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(cháng)不利的影響,主要影響(xiǎng)切(qiē)削的粗糙(cāo)度及刀具壽命,對高精度加工更是有致命性影響。
動態剛性受很多方麵的影響(xiǎng),其中(zhōng)最主要的是絲杠導軌係(xì)統的動態 剛性(xìng)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(chóng)要的環節。
依照經驗:
1、絲杠直徑越大(dà)、床身自重越大,主軸(zhóu)前端軸承內直徑越大,則動(dòng)態剛性越好;
2、一般滾子軸承(chéng)或滾柱(zhù)直線導軌比滾珠式的動態剛性好,但轉速受影響(滾柱(zhù)軸承一般隻用於車床);
3、一般(bān)滑動導軌比滾動導軌動態剛性好,但滑動速度受影響(滑動導軌速度一般<30m/min,滾動導軌可以達到180m/min) 另外,機床調(diào)試參(cān)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(xìng)能的契合度卻是發揮機械性能的關(guān)鍵條件。假設機械性(xìng)能的得(dé)分是 80分,但是電氣調試數隻能(néng)發揮其50%,這就比機械性能得分(fèn)60分(fèn),電氣調試發揮其90%的情況來得差。(電氣參數不合理會引起伺服(fú)電機(jī)的反饋震顫)。
動態(tài)剛性沒有具體檢測的指(zhǐ)標,但是通過(guò)試切(qiē)樣(yàng)件可以大(dà)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(yuán)頂球(qiú)麵樣件切削測試三個方麵來檢測。
綜上所述(shù),動態剛性受機械設計、機械製造、電(diàn)氣調試等貫穿於機床生產的所有環節的影響,是一台數控設備的綜合性能的體現。通常(cháng)來說,動態(tài)剛性與靜態(tài)剛性(xìng)是正比(bǐ)關係。