數控(kòng)機床的剛性是指機床在加工產品時產生的(de)振動,剛性高振動小(xiǎo),剛性小振動大。機床的床身、傳動係統直(zhí)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(duì)刀具的選用和損耗影響非(fēi)常大,也(yě)直接影響到了最(zuì)終的生產效率和生產成(chéng)本。
機床的剛性體現在兩個方麵:靜剛性和動態剛(gāng)性
一、靜剛(gāng)性表(biǎo)示機床在切削過程中所引(yǐn)起的機床自身的變形的(de)大小。
舉個具體體(tǐ)現的例(lì)子:
切削受力X方向1000N,Y方向500N,Z方向200N。XYZ方向絲杠係統(tǒng)剛度K=100,100,80.則切削時(shí)三(sān)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K值即為衡量(liàng)機床剛性的一個值。通常機床絲杠係統的K值在50~200之間。
除(chú)此之外,還有導軌(guǐ)的變形(xíng),床(chuáng)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(xìng)(車床為2軸)。
二、動態剛性是衡(héng)量一台機床剛性的(de)最重要指標。
通俗的講,機床動態剛性(xìng)是指機床抵抗受迫振動的能力大小,術語上稱為固有頻率的大小。
刀具在切削的時候是高速旋轉的,旋轉切(qiē)削及材料內(nèi)部不均(jun1)勻或者雜(zá)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(xì)統,床身受(shòu)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,就會對加工產(chǎn)生非常不利的影(yǐng)響,主要影響切削的粗糙度(dù)及刀具壽(shòu)命,對(duì)高精度(dù)加工更是有致命性影響。
動態剛性受很多方麵的影響,其(qí)中最主要的是絲(sī)杠導軌係統的動態 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(yě)是最重要的環(huán)節。
依照經驗:
1、絲杠直徑越大、床身自重越(yuè)大,主軸前端軸承內直徑越(yuè)大(dà),則動態剛(gāng)性越好;
2、一般滾子軸承或滾柱直線導軌(guǐ)比滾珠(zhū)式的動(dòng)態剛性好,但轉速受影響(滾柱軸(zhóu)承一般隻用於車床);
3、一般滑動導軌比滾動(dòng)導軌動態剛性好,但滑動速度受(shòu)影響(滑動導軌(guǐ)速度一般(bān)<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態剛度性能有非常大的(de)影響。機械性能是基礎,電氣調試與機械性能的契合度(dù)卻是發(fā)揮(huī)機械性能(néng)的關鍵條件。假設機械性能的得分是(shì) 80分,但是電氣調試(shì)數隻能發揮其50%,這就比機械性能得(dé)分60分,電氣調試發揮其90%的情況來(lái)得差。(電氣參數不合理會引起伺服電機的反饋震顫)。
動態剛性沒有具體檢測的(de)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(tōng)過(guò)大吃刀量切削測(cè)試、精加工(gōng)樣件測試、圓頂球(qiú)麵樣件切削測試三個方麵來檢測。
綜上所述,動態(tài)剛性受(shòu)機械設(shè)計、機械製造、電氣調試等貫(guàn)穿於機床(chuáng)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。通常來說,動態剛性與靜態剛(gāng)性是正比關係。