數控機床的剛性是指機床在加工產(chǎn)品時產生的振動,剛性高(gāo)振動小,剛性小(xiǎo)振動大(dà)。機床的床身、傳動係統直接能影(yǐng)響到整台機床的剛性。不同剛性的機(jī)床在加工(gōng)產品時(shí)對刀具的選用和(hé)損(sǔn)耗影響非常大,也直接影響到了最終的生產效率和生產成本。
機(jī)床的剛性體(tǐ)現在(zài)兩個方麵:靜剛性和動(dòng)態剛性
一、靜剛性表示機床在(zài)切削過程(chéng)中所(suǒ)引起的機床(chuáng)自身的變形的大小。
舉個具(jù)體(tǐ)體現的例(lì)子:
切削受(shòu)力X方向1000N,Y方(fāng)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(suǒ)述的(de)K值即為衡量機床剛性的一個值。通常(cháng)機床絲杠係統(tǒng)的K值在50~200之間。
除此之外,還有導軌的變形(xíng),床身的變形等等。靜剛性是由多種因素(sù)構成的,但最主要的環節是三(sān)軸絲杠係統的靜剛性(車床為2軸)。
二(èr)、動態剛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(gāng)性是指機床抵抗(kàng)受迫振動的能(néng)力大小,術語上稱為固有(yǒu)頻率的大小。
刀具在切削的時候是高速旋(xuán)轉的,旋(xuán)轉切削及材料內(nèi)部(bù)不均勻或者雜質引起振動。切削部位(wèi)是整台設備的振動源。設備的絲杠係(xì)統、導軌(guǐ)係統,床身受振動源的影響會產生受迫振動(dòng)。如果機床各部件的振動較大,就會(huì)對加工產生非常不利的影響,主要影響切削的粗糙度及刀具壽命,對高精度加工更是(shì)有(yǒu)致命性影響。
動態剛性受很多方麵的影響,其(qí)中最主要(yào)的(de)是絲杠導軌係統的(de)動(dòng)態 剛性及床身鑄鐵件的抗振動頻率,當然主軸剛(gāng)性是最基礎的也是最重要的環節。
依照經驗:
1、絲杠直徑越(yuè)大、床身自重越大,主軸前端軸承內直徑越大,則動(dòng)態(tài)剛性越(yuè)好;
2、一般(bān)滾子軸承或滾柱直線導(dǎo)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(zhī)用(yòng)於車床);
3、一(yī)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(sù)度一般<30m/min,滾動導軌(guǐ)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響(xiǎng)。機械性能是基礎,電氣調試與機械性能的契合度卻是(shì)發揮(huī)機械性能的關鍵條件。假設機械性(xìng)能的得分(fèn)是 80分,但是電氣調(diào)試數隻能發揮(huī)其50%,這就比(bǐ)機械性能得(dé)分60分(fèn),電氣(qì)調試發(fā)揮其90%的情況來得差。(電氣參數不合理會引起伺服電機的反饋震顫)。
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出機床的動態(tài)剛性的性能。主要通過大吃(chī)刀量切削測試、精加工樣件測試、圓頂(dǐng)球麵樣件切削測試三個方麵來(lái)檢測。
綜上所述,動態(tài)剛性受機(jī)械設計、機械製造、電(diàn)氣調試等貫穿於機床(chuáng)生(shēng)產(chǎn)的所有環節的影響(xiǎng),是一台數控設備的(de)綜合性能(néng)的體現。通常來說,動態剛性與靜態剛性是正比關係。