數控機床的剛性是指機床(chuáng)在加工產品時產生的(de)振動,剛性高振動小,剛(gāng)性小振動大(dà)。機床(chuáng)的床身、傳動係(xì)統直接能影響到整台(tái)機床的剛性。不同剛性的機床在(zài)加工產品時(shí)對刀(dāo)具的選用(yòng)和損耗影響非常大(dà),也直接影響到了最終的生產(chǎn)效率和生產成本。
機床的剛(gāng)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(yǐn)起的機(jī)床(chuáng)自身的變形的大小。
舉個具(jù)體體現的例子:
切削受力X方向1000N,Y方向500N,Z方向200N。XYZ方(fāng)向絲杠係統剛度K=100,100,80.則切削時(shí)三軸各自的變形: δx=1000/100=10μm=0.01mm, δy=0.005mm, δz=0.0025mm。
例(lì)子中所(suǒ)述的K值即為衡量機床剛性的一個值。通常機床絲杠(gàng)係統的(de)K值在50~200之間。
除(chú)此之(zhī)外,還有導軌的變形,床身的變形等等(děng)。靜剛性是由多種因素構成的,但最(zuì)主要(yào)的環節是三軸絲杠係統的靜(jìng)剛性(車床(chuáng)為2軸)。
二(èr)、動態剛性是衡量一台機(jī)床剛性的最重要指標。
通俗的講,機床動態剛性是指機床抵抗受迫振動的能(néng)力大小,術語上稱為固有頻率的大小。
刀具(jù)在切削的時候是高(gāo)速旋轉的,旋轉切削及材料內部不均勻或者雜質引起振動。切削部位是整(zhěng)台設備的振動源。設備(bèi)的絲杠係(xì)統、導(dǎo)軌係(xì)統,床身受振動源的(de)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不利的影響,主要影響切削的(de)粗(cū)糙度(dù)及刀具壽命(mìng),對高精度加工(gōng)更(gèng)是有致命性影響。
動態剛性受很多方麵的影(yǐng)響,其中最(zuì)主要的是絲杠導軌係統的(de)動態 剛性及(jí)床身鑄鐵件的抗振動頻率,當然(rán)主軸剛性是最基礎的也(yě)是最重要的環節(jiē)。
依照經驗(yàn):
1、絲杠直(zhí)徑越大、床身自(zì)重越大,主軸前端軸承內(nèi)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態剛性好,但轉速受影響(滾柱軸承一般隻用於車床);
3、一般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(gǔn)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(yǒu)非常大的影響。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(xiè)性能的關鍵條件。假設機械性能的得分是(shì) 80分,但是電氣調試數隻能發揮其50%,這就比機械性能得分60分,電氣調(diào)試發揮其90%的情況(kuàng)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(méi)有具體檢測的(de)指(zhǐ)標,但是通過試切樣件可以大致看出機床的動態剛性的性能(néng)。主要(yào)通過大吃刀量切削測(cè)試、精加工樣件測試、圓(yuán)頂球麵(miàn)樣件切削測試三個方麵來檢測。
綜上(shàng)所述,動態剛性受機(jī)械設計、機械製造、電氣調試等貫穿於機床生產的所(suǒ)有環節的影響,是一(yī)台數控設備的綜合性能的體現。通常來說,動態剛性(xìng)與靜態剛性是正比關係。