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數控機床的剛性釋義

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數控機床的剛性釋義

發布日期 :2018-07-23 作者 :韓國凱時網址機械集團(株式會社) 點擊 :

         數控機床的剛性是指機床在加工產品時產生的振動 ,剛性高振動小 ,剛性小振動大 。機床的床身 、傳動係統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和損耗影響非常大 ,也直接影響到了最終的生產效率和生產成本 。機床的剛性體現在兩個方麵 :靜剛性和動態剛性  。

         一 、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 。 舉個具體體現的例子 : 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 。通常機床絲杠係統的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 ,但最主要的環節是三軸絲杠係統的靜剛性(車床為2軸) 。 

         二 、動態剛性是衡量一台機床剛性的最重要指標 。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 。切削部位是整台設備的振動源 。設備的絲杠係統 、導軌係統 ,床身受振動源的影響會產生受迫振動 。如果機床各部件的振動較大 ,就會對加工產生非常不利的影響 ,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 。動態剛性受很多方麵的影響 ,其中最主要的是絲杠導軌係統的動態 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、一般滑動導軌比滾動導軌動態剛性好 ,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 ,但是電氣調試數隻能發揮其50% ,這就比機械性能得分60分 ,電氣調試發揮其90%的情況來得差 。(電氣參數不合理會引起伺服電機的反饋震顫) 。動態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節的影響 ,是一台數控設備的綜合性能的體現 。通常來說 ,動態剛性與靜態剛性是正比關係 。

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