數控機床的剛性是(shì)指機床在加工產品時(shí)產生的振動,剛(gāng)性高振動小,剛性小振動大。機床的(de)床身、傳動係統(tǒng)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用(yòng)和損耗影響(xiǎng)非常大,也直接影響到了最終的生產效率和生(shēng)產(chǎn)成本。
機床的剛性體現在兩個方麵:靜剛性和動態剛性
一(yī)、靜剛性表示機床(chuáng)在切削過程中所引起的機床自(zì)身的變形的大小。
舉個具體體現的例子:
切削(xuē)受(shòu)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(zé)切削時三軸各自的變形: δx=1000/100=10μm=0.01mm, δy=0.005mm, δz=0.0025mm。
例(lì)子中所述的K值即為衡量機床剛性的(de)一個值。通常機床絲杠係統的K值在(zài)50~200之間。
除此之外,還有導軌的變(biàn)形,床身的變形等等(děng)。靜剛性是由(yóu)多種因素構成(chéng)的,但(dàn)最主要的環節是(shì)三軸絲杠係統的靜剛性(車床(chuáng)為2軸)。
二、動態剛性是衡(héng)量一台機床剛性(xìng)的最重要指標。
通俗的講,機床動態剛性是指機床抵抗受迫振動的能力大小,術語上稱為固(gù)有(yǒu)頻率的大小。
刀(dāo)具在切(qiē)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質引(yǐn)起振(zhèn)動(dòng)。切削部位是整台(tái)設備的振動源(yuán)。設備的絲杠係統、導軌係統,床身(shēn)受振動源(yuán)的(de)影響會產生受迫(pò)振動。如果機床各部件的振(zhèn)動較大,就會對加(jiā)工產生非常不利的影響,主要影響切削的粗糙度及刀(dāo)具壽命,對高精度加工更是有致(zhì)命性影響。
動態剛性(xìng)受很多方麵的影響,其中最主要的是絲杠導軌(guǐ)係統的(de)動態 剛性(xìng)及床身鑄鐵件的抗(kàng)振動頻率,當然主軸剛性是最(zuì)基礎的也是最重要的環節。
依照經驗:
1、絲杠直徑越大、床身自重越大,主軸前端軸承內直(zhí)徑越大,則動態剛性越好;
2、一般滾子軸承或滾柱直(zhí)線導軌比(bǐ)滾珠式的動態剛性好,但轉速受(shòu)影響(滾柱軸承一般隻用(yòng)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(yǐng)響(滑動導軌速度一(yī)般<30m/min,滾(gǔn)動(dòng)導軌可以達到180m/min) 另外,機床(chuáng)調試參數的設置對動態剛度性能有非常大的影響。機械性能是基礎,電氣調試與機械性能的契合度卻是(shì)發揮機械性能的關鍵條件。假設機械性能的得分是 80分,但是電氣調試數隻(zhī)能發揮其50%,這就比機械性能(néng)得分60分,電氣調試發揮(huī)其90%的情況來得差。(電氣參數不(bú)合理會引起伺服電機的反饋震顫)。
動態(tài)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。主要通過(guò)大吃刀量(liàng)切削(xuē)測試、精加工樣件測試、圓頂球麵樣件切削測試三個方麵來檢測。
綜上所述,動態剛性受機械設計、機械製造、電氣調試等貫穿於機床生產的所有環(huán)節(jiē)的影響,是一台數控設備的綜合性能的體現。通常(cháng)來說,動態剛性與靜態剛性是正比(bǐ)關係。