數控機(jī)床的剛性(xìng)是指機(jī)床在加工產品時產生的振動,剛性高振動小,剛性小振動大。機床的床身、傳動係統直接能影響到整台機床的剛性(xìng)。不(bú)同剛性的機床在加工產品時對刀具的選用和(hé)損耗(hào)影響非常大,也直接影響到了最終的生產效率(lǜ)和生產成本。
機床(chuáng)的剛性體(tǐ)現在(zài)兩個方麵:靜剛性和動態剛性
一、靜剛性表示機床在(zài)切削過程中所引起的機床自(zì)身的變形的大小(xiǎo)。
舉個具體體(tǐ)現的例子:
切削受力X方向1000N,Y方(fāng)向500N,Z方向(xiàng)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(shù)的K值即為衡量機床剛性的一個值。通常機床絲杠係(xì)統的(de)K值在50~200之間。
除此之外,還有導軌的變形,床身的變形等等。靜剛性是由多種因素構成的,但最主要的環節是三軸絲杠(gàng)係統的靜剛性(車床為2軸)。
二、動態剛性是衡量一台機床剛(gāng)性的(de)最重(chóng)要指標。
通俗的(de)講(jiǎng),機床動態剛性是指機(jī)床抵抗受迫振動的能力大小,術語上稱為固(gù)有頻率的(de)大小。
刀具在切削的時候是高速旋轉的,旋轉切(qiē)削及材料內部不均勻或者雜質引起振(zhèn)動。切(qiē)削部(bù)位(wèi)是(shì)整台設備的(de)振動(dòng)源(yuán)。設備的(de)絲杠係統、導軌係統,床身受振(zhèn)動源的影響會產生受迫振動。如果機床各部件的(de)振動較大,就會對加(jiā)工產生(shēng)非常(cháng)不利的影響,主要影響(xiǎng)切削的粗糙度(dù)及刀具壽命,對高精度加工更是有致命(mìng)性(xìng)影響。
動態剛性受很多方麵的影(yǐng)響,其中最主要(yào)的是絲杠導軌係統的動態 剛性及床身鑄鐵件的抗振動頻率,當然主軸剛性是最基(jī)礎的也是最重要的環節(jiē)。
依照經驗:
1、絲杠直徑越大、床身自(zì)重越大,主軸前端軸承(chéng)內(nèi)直徑越大,則動態剛性越好;
2、一般滾子(zǐ)軸承或滾柱直線導軌比滾珠式(shì)的動態剛性好,但轉速受影(yǐng)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,滾動導軌可以達到180m/min) 另外,機(jī)床調(diào)試參數的設(shè)置對動態剛(gāng)度性能有非常大(dà)的影響。機械(xiè)性能是基礎,電氣調(diào)試與機械性能(néng)的契合度卻是發揮機械性能的關鍵條件。假(jiǎ)設機械性能的得分是 80分,但是(shì)電氣調試數隻能發揮其50%,這就比機械(xiè)性能得分(fèn)60分,電氣調試發揮其90%的(de)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(méi)有(yǒu)具(jù)體檢測的指(zhǐ)標,但是通(tōng)過試切樣件可以大(dà)致看出機床(chuáng)的動(dòng)態剛性的性能。主要通過大吃刀量切削測試、精加工(gōng)樣件測試、圓頂球麵樣件(jiàn)切削(xuē)測試三個方麵來檢測。
綜上所述,動態剛性(xìng)受機械設計、機械製造(zào)、電氣調試等貫穿於(yú)機(jī)床生產的所有環節的影響,是一台數控設備的綜合性能的體現。通(tōng)常來(lái)說,動態剛性與靜態剛性是正比關係(xì)。