數控機床的剛性是指機床在加工產品時(shí)產生的(de)振動,剛性高振動小,剛性小振動大。機床(chuáng)的床(chuáng)身、傳(chuán)動係統直接能影響到整台(tái)機床的剛(gāng)性。不(bú)同剛性的機床在加工產品(pǐn)時對刀具的選用和損耗影(yǐng)響非常大,也直接影響(xiǎng)到了最終的生(shēng)產效率和生(shēng)產成本。
機床的剛性體現在兩個方麵:靜剛(gāng)性和動態(tài)剛性
一、靜剛(gāng)性表示(shì)機(jī)床在切(qiē)削過程(chéng)中所引起的機床(chuáng)自身的(de)變形的大小。
舉個具體體現的例子:
切削受力X方向1000N,Y方向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。
例子中所述的K值即為衡(héng)量機床剛(gāng)性的一個值。通常機床絲杠(gàng)係統的K值在50~200之間。
除此之外,還(hái)有導軌的變形,床身的變形等等。靜剛性是由多種(zhǒng)因素構成的,但最主要的環節是三軸絲杠係統的靜剛性(車床為2軸)。
二、動(dòng)態剛性是衡量(liàng)一台機床剛性的最重要指標。
通俗的講,機床動態(tài)剛性是指機床抵抗(kàng)受迫振動的能力大小,術語上稱為固有(yǒu)頻率的大小。
刀具在切削的(de)時候是(shì)高速旋轉(zhuǎn)的,旋轉切削及(jí)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、導軌係統,床身受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(gōng)產生非常不利的影響,主要影響切(qiē)削的粗糙度及刀具壽命(mìng),對高精度加工更是有致命性影響。
動態剛性受很多方麵的(de)影響(xiǎng),其中最主要的是絲杠(gàng)導軌係統的動態 剛性及床身鑄鐵件的抗振動頻率,當然主軸剛性是最基礎(chǔ)的也是最重要(yào)的環節。
依照經驗:
1、絲(sī)杠直徑越大、床身自(zì)重越(yuè)大,主軸前端軸(zhóu)承內直徑越大,則動態剛性越好;
2、一般滾子軸承或滾柱直線導軌比(bǐ)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(dòng)導軌(guǐ)動態剛性好,但滑動速度受影響(滑動導軌速度一(yī)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(dòng)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性(xìng)能的關鍵條件。假設機械性能的得分是 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60分,電(diàn)氣調試發(fā)揮其90%的情(qíng)況(kuàng)來得差。(電(diàn)氣參數不合理會引起伺服電機的反饋震顫)。
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動態剛性的(de)性(xìng)能。主要通過大吃刀量切削(xuē)測(cè)試、精(jīng)加工樣件測試、圓頂球麵樣件切削測(cè)試三個方麵來檢測。
綜(zōng)上所述,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(chǎn)的所有環節的(de)影響(xiǎng),是一台(tái)數(shù)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係。