數控(kòng)機床的(de)剛性是指機床在加工產品時產生的振(zhèn)動,剛性高振動(dòng)小,剛性小振動大。機床的床身、傳動係統直接(jiē)能影響到整台機床的剛性。不同剛性的機(jī)床(chuáng)在加工產品(pǐn)時對刀具的(de)選用和損(sǔn)耗影響非常大,也直接影響到了最(zuì)終的生產效率和生產成本。
機床的(de)剛性體現(xiàn)在兩個方麵:靜剛性和動態剛性
一、靜剛性表示機床在切削(xuē)過程中所引起的機床自身的變形的大小。
舉個具體(tǐ)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(zé)切削時三軸各自的變形: 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個值。通常機床絲杠係統的K值在50~200之間。
除此之外,還有導軌的變形(xíng),床身的變形等等。靜剛性是由多種因素構成的,但最主要的環節是三軸絲杠係統的靜剛性(車床為2軸)。
二、動態(tài)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(jī)床抵抗受迫振動的(de)能力大小,術語上稱為固(gù)有頻率的大小。
刀具在切削的時(shí)候是高速旋轉的,旋轉切削及材料內部不均勻(yún)或者雜質(zhì)引起(qǐ)振動。切削部位(wèi)是(shì)整台(tái)設備的振動(dòng)源。設(shè)備的絲杠係統、導軌係統,床身受振動源的影響會產生受迫振動。如(rú)果機床各部件(jiàn)的振動較大,就會對加工(gōng)產生非常不利的影響,主(zhǔ)要影響切削的粗糙度及刀具壽命,對高精度加工(gōng)更是(shì)有致命性影響。
動態剛性受很多方麵的影響,其中最主要(yào)的(de)是絲杠(gàng)導軌係統的(de)動態 剛性及床身鑄鐵件的抗振動頻率,當然主軸剛性是最基礎的也是最(zuì)重要的環節。
依照經驗:
1、絲(sī)杠直徑越大、床身自重越大,主(zhǔ)軸前(qián)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滾珠(zhū)式的動態剛性好,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(bǐ)滾動(dòng)導軌動態剛性(xìng)好,但滑動速度受影響(滑動導軌速度一般<30m/min,滾動導(dǎo)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(qì)合度卻是發揮機(jī)械性能的關鍵條件。假設機(jī)械性能的得分是 80分,但是電氣調試數隻能發揮(huī)其50%,這就比機械性能得分60分,電氣調(diào)試(shì)發揮其90%的情況來得差。(電氣(qì)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指標,但(dàn)是通過試切(qiē)樣件可以大致看出機床的(de)動態剛性的性能。主要通過大吃刀量切削測試、精加工樣件測試、圓(yuán)頂球麵樣件切(qiē)削測試三個方麵來檢測。
綜上所述,動態剛性受機械設計、機(jī)械(xiè)製造、電氣調試等貫穿於機床生產的所有環節的影響,是一台數(shù)控設備的綜合性能的(de)體現。通常(cháng)來說,動態剛性與靜態剛性(xìng)是正比關係。