數控機床的剛性是指機床在加工產品時產生的振動,剛性高振動小,剛性小振動大。機床(chuáng)的床(chuáng)身、傳動係統直接能影響到整台機床的剛性(xìng)。不同剛性的機床在加工產品時對刀具(jù)的選用和損耗影響非常大,也直(zhí)接影響到了(le)最終的(de)生產效率和生產成本(běn)。
機床的剛性體現在兩個方麵:靜剛性和動態剛(gāng)性
一、靜剛性表示機床在切削過程中所引(yǐn)起的機床自身的(de)變形的大(dà)小。
舉個具(jù)體體現的例子(zǐ):
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.則切削時三軸(zhóu)各自的變形: δx=1000/100=10μm=0.01mm, δy=0.005mm, δz=0.0025mm。
例子(zǐ)中(zhōng)所述的K值即為衡量機床剛性的一(yī)個值。通(tōng)常機(jī)床絲杠係統的K值(zhí)在50~200之間。
除此之外,還有(yǒu)導軌的變形,床身的變形等等。靜剛(gāng)性是由多種因素構成(chéng)的,但最主要的環節是三軸絲杠(gàng)係統的靜(jìng)剛性(車床為2軸)。
二、動態剛(gāng)性是(shì)衡(héng)量一台機床剛性(xìng)的最(zuì)重要指標。
通俗的講,機床動態剛性是指機床抵抗(kàng)受迫振動的能力(lì)大(dà)小(xiǎo),術語上稱為固有(yǒu)頻率的大小。
刀具在切削的時候是高速旋轉的,旋轉切削及材料(liào)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(gàng)係統、導軌(guǐ)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(dòng)較大,就會對加工(gōng)產(chǎn)生非常不(bú)利的影響,主要影響切削的粗(cū)糙度及(jí)刀具壽命,對高精度(dù)加工更(gèng)是有致命性影響。
動態剛性受很多方麵的(de)影響,其中(zhōng)最主要的是絲杠導軌係統的動態 剛性(xìng)及床身鑄鐵件的抗振動頻率,當然主軸剛(gāng)性(xìng)是最基礎的也是最重(chóng)要的環節。
依照經驗:
1、絲(sī)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(zhóu)承一般隻用於車床);
3、一(yī)般滑動導軌比滾動導軌動態剛(gāng)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(guǐ)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影響。機械性能(néng)是基礎,電氣(qì)調試與(yǔ)機械性能的契合度卻(què)是發(fā)揮機械性能的關鍵條件。假設機械性能的得分是 80分(fèn),但是電(diàn)氣調試數隻能發揮其50%,這就比機械性能得分60分,電氣調試(shì)發揮其90%的(de)情況來得差(chà)。(電氣參數不合理會引(yǐn)起伺服電機的反饋(kuì)震顫)。
動態剛性沒有具體檢(jiǎn)測的指標,但是通過試切樣(yàng)件(jiàn)可以大致看出機床的動態剛性的性(xìng)能(néng)。主要通過(guò)大吃刀量切削測試、精(jīng)加工樣件測試、圓(yuán)頂球麵樣(yàng)件切削測試三個方麵來檢測。
綜上(shàng)所(suǒ)述,動態(tài)剛性受機械設(shè)計(jì)、機械製造、電氣調試等貫穿於機床生產的所(suǒ)有環節的影響,是一台數控設備的綜合性能(néng)的體(tǐ)現。通常來說,動態剛性(xìng)與靜態剛性是正比關係。