數(shù)控機床的剛性是指機(jī)床在加工產(chǎn)品時產生的(de)振動(dòng),剛性高振動(dòng)小,剛(gāng)性小振(zhèn)動大。機床(chuáng)的床身、傳動係統直接能影響到整(zhěng)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(yǐng)響非常大,也直接影響到了最終(zhōng)的生產效(xiào)率和生產成本。
機床的剛性體(tǐ)現在兩個方(fāng)麵:靜剛性和動態剛性
一、靜剛性表示機(jī)床在切削過(guò)程中所引起的機床自身的變形的大小(xiǎo)。
舉個(gè)具體(tǐ)體現的例(lì)子:
切削受力X方向1000N,Y方向(xiàng)500N,Z方向200N。XYZ方向絲杠係統剛度K=100,100,80.則切削時三(sān)軸各自的變形: 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(zhí)。通常機床絲杠係統的K值在50~200之間(jiān)。
除此之外,還有導軌的變形,床身的變形等等。靜剛性是由(yóu)多種因素構成(chéng)的(de),但最主要的環節是三(sān)軸絲杠係統的(de)靜剛性(xìng)(車床為2軸)。
二、動態剛性是衡量一台機床剛性的最(zuì)重要指標。
通俗的講,機(jī)床(chuáng)動(dòng)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)有頻率的大小。
刀具在切削(xuē)的時候是高速旋轉的,旋轉切削及材料內部不均勻(yún)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(dà),就(jiù)會(huì)對加工產生非(fēi)常(cháng)不利的(de)影響,主要影響切削的粗糙度及刀具壽命,對高精(jīng)度(dù)加工更是有致命性(xìng)影響。
動態剛性受很多(duō)方麵(miàn)的影響,其中最主(zhǔ)要的是絲杠導軌係統的動態 剛(gāng)性及床(chuáng)身鑄鐵(tiě)件的抗振動(dòng)頻率,當然(rán)主軸剛性是最基礎的也是最重要的環節。
依照經驗:
1、絲杠直徑越大、床身自重越大,主軸前端軸承內直徑越大,則動態(tài)剛性(xìng)越好;
2、一般滾子(zǐ)軸承或滾柱直線導(dǎo)軌比滾珠(zhū)式的動態(tài)剛性好,但轉速受影響(滾(gǔn)柱軸承一(yī)般隻(zhī)用(yòng)於車床);
3、一般滑動導軌(guǐ)比滾動導軌動態剛性好(hǎo),但滑動速度受影響(滑動導軌速度(dù)一般<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(dù)性能有非(fēi)常大的影響。機(jī)械(xiè)性能是基礎,電氣調試與機械性能的契合度卻是發揮機(jī)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(shì)數隻能發揮其50%,這就比機械性能(néng)得分60分(fèn),電氣(qì)調試發揮其90%的情況來得差。(電氣參數不合理會引起伺服電機的反(fǎn)饋震顫)。
動態(tài)剛性沒有具體(tǐ)檢測的指標,但是通過試切樣件可以大致看出(chū)機床的動(dòng)態剛性的性能。主要通過大吃刀量切削測試(shì)、精加工樣(yàng)件測(cè)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(zào)、電氣調試等貫穿於機床生產的所有(yǒu)環節(jiē)的影響,是一台數控設備的綜合性能的體現(xiàn)。通常來說,動態剛(gāng)性與靜態剛性是正比關係。