數控機床的剛性是指機床在加工產品時產生的振動,剛性高振(zhèn)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。不同剛性的機床在加工產品時對刀具的選(xuǎn)用和損耗影響非常大,也(yě)直接影響到了最(zuì)終的生產效率和生(shēng)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(jìng)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。
舉個具體體現(xiàn)的例子:
切削受力X方(fāng)向(xiàng)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(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值即為衡量機床剛性的一個(gè)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。靜剛性是由多種因素(sù)構成的,但最主(zhǔ)要的環節是三軸絲杠係統的靜剛性(車床為2軸)。
二、動態剛性是衡量一台機床剛(gāng)性的最重要指標。
通俗的講,機床動態剛性是(shì)指機床抵抗受(shòu)迫(pò)振(zhèn)動(dòng)的(de)能力大小,術語上稱為固有頻率的大小。
刀具(jù)在(zài)切削的時候是高速旋轉(zhuǎn)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。設備的絲杠係(xì)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(zhèn)動較大,就會對加工(gōng)產生(shēng)非常不利的影響(xiǎng),主要影響切削的(de)粗糙度及刀具壽命,對高(gāo)精度加工更是有致命(mìng)性影響(xiǎng)。
動態剛性受很多方麵的影響,其中最主要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(lǜ),當然主軸剛性是最基礎的也是最重要(yào)的環節。
依照經驗:
1、絲杠(gàng)直徑越大(dà)、床身自(zì)重越大,主軸前端軸承內直徑越(yuè)大,則動態剛性(xìng)越(yuè)好;
2、一般滾子軸(zhóu)承(chéng)或滾柱直線導軌比滾珠式的動態剛性好(hǎo),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,滾動(dòng)導軌可以(yǐ)達到180m/min) 另外(wài),機床調試參數的設置對動態剛度性(xìng)能有非常大的影響。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能的關鍵條件。假設(shè)機械性能的得分是 80分,但是(shì)電氣調試(shì)數隻能發揮其50%,這就比機(jī)械性能得分60分,電氣調試發揮其90%的情況來(lái)得差。(電氣(qì)參數(shù)不合理會引起伺服電機的反饋震顫)。
動態(tài)剛性沒(méi)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性能。主要通過大吃刀量切(qiē)削(xuē)測試、精加工(gōng)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、機械製(zhì)造、電氣調試等貫穿於機床生產的所有環節的影響,是一台數控(kòng)設(shè)備的綜合性能的體現。通常來說,動態剛性與靜(jìng)態剛性是正比關係。