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數(shù)控機床的剛性

發(fā)布時間:2024-11-18

機床的剛性是指機床在加工產(chǎn)品時產(chǎn)生的振動,剛性高振動小,剛性小振動大。機床的床身、傳動系統(tǒng)直接能影響到整臺機床的剛性。不同剛性的機床在加工產(chǎn)品時對刀具的選用和損耗影響非常大,也直接影響到了最終的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本。

機床的剛性體現(xiàn)在兩個方面:

1 靜剛性表示機床在切削過程中所引起的機床自身的變形的大小。

舉個具體體現(xiàn)的例子:

切削受力X方向1000N,Y方向500N,Z方向200N。XYZ方向絲杠系統(tǒng)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。

例子中所述的K值即為衡量機床剛性的一個值。通常機床絲杠系統(tǒng)的K值在50~200之間。

除此之外,還有導軌的變形,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(huán)節(jié)是三軸絲杠系統(tǒng)的靜剛性(車床為2軸)。

2 動態(tài)剛性是衡量一臺機床剛性的最重要指標。

通俗的講,機床動態(tài)剛性是指機床抵抗受迫振動的能力大小,術語上稱為固有頻率的大小。

刀具在切削的時候是高速旋轉的,旋轉切削及材料內部不均勻或者雜質引起振動。切削部位是整臺設備的振動源。設備的絲杠系統(tǒng)、導軌系統(tǒng),床身受振動源的影響會產(chǎn)生受迫振動。如果機床各部件的振動較大,就會對加工產(chǎn)生非常不利的影響,主要影響切削的粗糙度及刀具壽命,對高精度加工更是有致命性影響。

動態(tài)剛性受很多方面的影響,其中最主要的是絲杠導軌系統(tǒng)的動態(tài)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重要的環(huán)節(jié)。

依照經(jīng)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)剛性越好;

②一般滾子軸承或滾柱直線導軌比滾珠式的動態(tài)剛性好,但轉速受影響(滾柱軸承一般只用于車床);

③一般滑動導軌比滾動導軌動態(tài)剛性好,但滑動速度受影響(滑動導軌速度一般<30m/min,滾動導軌可以達到180m/min)另外,機床調試參數(shù)的設置對動態(tài)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發(fā)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(shù)只能發(fā)揮其50%,這就比機械性能得分60分,電氣調試發(fā)揮其90%的情況來得差。(電氣參數(shù)不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指標,但是通過試切樣件可以大致看出機床的動態(tài)剛性的性能。主要通過大吃刀量切削測試、精加工樣件測試、圓頂球面樣件切削測試三個方面來檢測。

綜上所述,動態(tài)剛性受機械設計、機械制造、電氣調試等貫穿于機床生產(chǎn)的所有環(huán)節(jié)的影響,是一臺數(shù)控設備的綜合性能的體現(xiàn)。通常來說,動態(tài)剛性與靜態(tài)剛性是正比關系。

來源:沈一車床廠

(版權歸原作者或機構所有)

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