數控機床(chuáng)的剛性是指(zhǐ)機床在加工產品時產生的振動,剛性高(gāo)振動小,剛性(xìng)小振動(dòng)大。機床的床身、傳動係統直接能影響到整台機床的剛性。不同剛性的機(jī)床在加工產品時(shí)對刀具的選用(yòng)和損耗影(yǐng)響(xiǎng)非常大(dà),也直接影響到了最終(zhōng)的生產效率和生產成本。
機(jī)床的剛性體現在兩個方麵:靜剛(gāng)性和動(dòng)態剛性
一、靜剛性表示機床在切削過程中(zhōng)所引起的機床自身(shēn)的變形(xíng)的大小。
舉個具體體現的例子:
切削受(shòu)力X方(fāng)向1000N,Y方向500N,Z方向200N。XYZ方向(xiàng)絲杠係統剛度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(héng)量機床剛性的一個值。通常機床(chuáng)絲杠係統的K值在50~200之間(jiān)。
除此之外,還(hái)有導軌的變形,床身(shēn)的變形等(děng)等。靜剛性是由多(duō)種因素(sù)構(gòu)成的,但(dàn)最主要的環節是三軸絲杠係(xì)統的靜剛性(車床為2軸)。
二、動態(tài)剛性是衡量一台機床剛性的(de)最重(chóng)要指標。
通俗的講,機床動態剛性是指機床(chuáng)抵抗(kàng)受迫振動(dòng)的能力大小,術語上稱(chēng)為固有頻率的大小。
刀具在切削的時候是高速旋轉的,旋(xuán)轉切(qiē)削及材料內部不均勻或者雜質引起振動。切削部位是整台設備的振動源。設備的絲杠係統、導軌(guǐ)係(xì)統,床身受振動源的影響會產生受迫振動。如果機床各部件(jiàn)的振動較大,就會對加工(gōng)產生非常(cháng)不利的影響(xiǎng),主要影響切削的粗糙度及刀具壽命,對高精度加(jiā)工更是有致命性影響。
動態剛性受很多方麵的影響,其中最(zuì)主要的是絲杠導軌係統的動態 剛性及床身鑄(zhù)鐵件的抗振動頻率,當然主軸剛性是最基礎的也(yě)是最重要的環節。
依照經驗:
1、絲杠直徑(jìng)越大、床身自重越大,主軸前端軸承(chéng)內直徑越大,則動態剛性越好;
2、一(yī)般滾子軸承或滾柱直(zhí)線導軌比滾珠式的動態剛性好,但轉速受影響(滾(gǔn)柱軸承一般隻(zhī)用於車床);
3、一般滑動導(dǎo)軌比(bǐ)滾動導軌動態剛(gāng)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,機床調試參數的設置對動態剛度性能有非常大的影(yǐng)響。機械性能是基礎,電氣調(diào)試與機械性能的契合度卻是發揮機械性能的(de)關鍵條件。假(jiǎ)設機械(xiè)性能的得分是 80分(fèn),但是(shì)電氣調(diào)試(shì)數隻能發揮其50%,這就比機(jī)械性(xìng)能得分60分,電氣(qì)調試發揮其90%的(de)情況來得差(chà)。(電氣參數不合理會引起伺服電機的反(fǎn)饋震顫)。
動態剛(gāng)性沒有具體檢測的指標,但是通過試切樣件可以大致看出機床的(de)動(dòng)態(tài)剛性的(de)性能。主要通過大吃刀量切削測試、精(jīng)加工樣件測試、圓頂球麵(miàn)樣件切削測試三個方麵來檢(jiǎn)測(cè)。
綜上所述(shù),動態剛性受機械設計、機械製造(zào)、電氣調試等貫穿於機床(chuáng)生產的所有(yǒu)環節的影響,是一台數控設備的綜合(hé)性能的體現。通常來說,動態剛性與靜態剛性是正比關係。