數(shù)控機床的剛性
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(dǎo)軌的變形,，床身的變形等等,。靜剛性是由多種因素構(gòu)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(biāo),。
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(shù)語上稱為固有頻率的大小,。
刀具在切削的時候是高速旋轉(zhuǎn)的,，旋轉(zhuǎn)切削及材料內(nèi)部不均勻或者雜質(zhì)引起振動。切削部位是整臺設(shè)備的振動源,。設(shè)備的絲杠系統(tǒng),、導(dǎo)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(dǎo)軌系統(tǒng)的動態(tài)剛性及床身鑄鐵件的抗振動頻率,，當(dāng)然主軸剛性是最基礎(chǔ)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(nèi)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(dǎo)軌比滾珠式的動態(tài)剛性好,，但轉(zhuǎn)速受影響（滾柱軸承一般只用于車床）,；
③一般滑動導(dǎo)軌比滾動導(dǎo)軌動態(tài)剛性好，但滑動速度受影響（滑動導(dǎo)軌速度一般＜30m/min,，滾動導(dǎo)軌可以達到180m/min）另外,，機床調(diào)試參數(shù)的設(shè)置對動態(tài)剛度性能有非常大的影響。機械性能是基礎(chǔ),，電氣調(diào)試與機械性能的契合度卻是發(fā)揮機械性能的關(guān)鍵條件,。假設(shè)機械性能的得分是80分，但是電氣調(diào)試數(shù)只能發(fā)揮其50%,，這就比機械性能得分60分,，電氣調(diào)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(biāo),，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(shè)計,、機械制造、電氣調(diào)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(shè)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(guān)系。
來源：沈一車床廠
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