數控機床的剛(gāng)性是指機床在加工產品時產生(shēng)的振動,剛性高振動小,剛(gāng)性小振動大。機床的床身、傳動係統直接能影響到整台機(jī)床的剛性。不同(tóng)剛性的機床在加工產品時對刀具的選用和損耗影響非常大,也直接影(yǐng)響到了最終(zhōng)的生產效率和生產成本。
機床的剛性體現在兩個方麵:靜剛性和動態剛性
一、靜剛性表示機床在切削過程中所引起的機床自身的變形的大小。
舉個(gè)具體體現的例子:
切削受(shòu)力X方向1000N,Y方向500N,Z方向200N。XYZ方向絲杠係統剛度(dù)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(de)K值即為衡量機(jī)床剛性的(de)一個值。通常機床絲杠係(xì)統的K值在50~200之(zhī)間(jiān)。
除此之外(wài),還有(yǒu)導軌(guǐ)的變形,床身的變形等(děng)等。靜剛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(wéi)2軸)。
二、動態剛性是衡量一台機床剛性的最重(chóng)要指標。
通俗的講,機床動態(tài)剛性是(shì)指機床抵抗受迫振(zhèn)動的能力(lì)大小,術語上稱為固有頻率(lǜ)的大小。
刀具(jù)在切削的時候是高(gāo)速(sù)旋轉的,旋轉切削及材料內部不(bú)均勻或者雜質引起振動。切削部位是整台(tái)設備的(de)振動源。設備的絲杠係統、導軌係統,床身受(shòu)振動源的影響會產生受迫振動。如果機床各(gè)部件的(de)振動較大,就(jiù)會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)有致命性影響。
動態剛性受很多方麵的影響,其中最主要(yào)的是絲杠導軌係統的動(dòng)態 剛性及(jí)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要的環節。
依照經驗:
1、絲杠直徑越大、床(chuáng)身自重越大,主軸前端軸承內直徑越大,則動態剛性越(yuè)好;
2、一般滾子軸承或滾柱(zhù)直線導軌比滾珠式(shì)的動態剛性好,但轉速受(shòu)影響(滾柱軸承一般隻用於車床);
3、一般滑(huá)動導軌比滾動導軌動態(tài)剛性(xìng)好(hǎo),但滑動(dòng)速度(dù)受影響(滑動導軌(guǐ)速度一般<30m/min,滾動導軌可(kě)以達到180m/min) 另外(wài),機床調試參(cān)數的設置對動態剛度性能有(yǒu)非常(cháng)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(xìng)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(qí)50%,這(zhè)就比機械性能得分60分,電氣調試發揮其90%的情況來得(dé)差(chà)。(電氣參數(shù)不合理會引起伺服(fú)電機的反饋震顫)。
動態剛性沒有具體檢測的指(zhǐ)標,但是通過試切樣件(jiàn)可以大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(jiā)工樣件測試、圓頂球麵樣件切削測試三個方麵來檢測。
綜上所述,動態剛性(xìng)受機械設計、機(jī)械(xiè)製造、電氣調試等貫穿於機床生產的(de)所有環節的影響,是(shì)一(yī)台數控設備的綜合性能的體現。通常來說,動態剛性與靜態剛性是正比關(guān)係。