數控機床的剛性是指機床在加工產品(pǐn)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(dòng)係統直接能(néng)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(de)選用和損耗影響非常大,也(yě)直接影響到了最終的生產效率和生產成本。
機(jī)床的剛性體現在兩個方麵:靜剛性和動態剛性
一、靜(jìng)剛性表(biǎo)示(shì)機床在切削過程中所引起的機床自(zì)身的變形的大小(xiǎo)。
舉個具體體現的(de)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(lì)子(zǐ)中所述的K值即為衡量機床(chuáng)剛性的一個值。通常機(jī)床(chuáng)絲杠係統(tǒng)的K值在50~200之間。
除此之外,還有導軌的變形,床身的(de)變形等等。靜剛性是由多種因素構成的,但(dàn)最主要的環(huán)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)性的最重(chóng)要指標。
通(tōng)俗的講,機床動態(tài)剛性是(shì)指機床抵抗受迫(pò)振動的能力大小,術語上稱為固有頻率的(de)大小。
刀具在切削的時候是高速旋轉的,旋轉切削及材料內部不均勻或者雜(zá)質引(yǐn)起(qǐ)振動。切(qiē)削部位是整台設備的(de)振動源。設備的絲杠係統、導軌係統,床身受(shòu)振動源的影響會產生受迫振(zhèn)動。如果機床各(gè)部件的振動較大,就會對加(jiā)工(gōng)產生非常不利的影響,主要(yào)影響切削的粗糙(cāo)度及刀具壽命,對高精度加工更是有致命性影響。
動(dòng)態剛性受很多方麵的(de)影響,其中最主要的是絲杠導軌係統的動態 剛性及床身鑄(zhù)鐵件的抗振動頻率,當(dāng)然主軸剛性是最基礎的也是最重要的環節。
依照經驗:
1、絲杠直徑越(yuè)大、床身自重越大,主軸前端軸承內直徑越大,則動態剛性越好;
2、一(yī)般滾子軸承或滾柱(zhù)直線導軌比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(chē)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(dòng)導軌速度一般<30m/min,滾動導軌可以達到180m/min) 另外,機床調試參(cān)數(shù)的設置對動態剛度性能有非常(cháng)大的影響。機械性能是基礎,電(diàn)氣調試與機械性(xìng)能的契合度卻是發揮機械性能的(de)關鍵(jiàn)條件。假設機械性(xìng)能的得分是 80分,但是(shì)電氣調(diào)試數隻能發揮其50%,這就比機(jī)械性能得分60分,電氣調試發(fā)揮其90%的情況來得差(chà)。(電氣參數(shù)不合理會引(yǐn)起伺服電機(jī)的反饋震顫)。
動態剛性沒有具體檢測的指標,但是通(tōng)過(guò)試切樣件可以大致看出(chū)機床的動態剛性的性能。主要通(tōng)過大吃刀量切削測試、精加工樣件測試、圓頂球麵樣(yàng)件切削測(cè)試三個方(fāng)麵來檢測。
綜上所(suǒ)述,動態剛性受機械設計、機械製造、電氣調試等貫穿於機床(chuáng)生(shēng)產的所有環節的影響,是一台數控設(shè)備的綜合性能的體現。通常來說,動(dòng)態剛性與靜(jìng)態剛性是正比關(guān)係。