机床的刚性体现在两个方面:静刚性和动态刚性:静刚性表示数控机床在切削过程中所引起的机床自身的变形的大小。举个具体体现的例子:切削受力X方向1000N,Y方向500N,Z方向200N。XYZ方向丝杠系统刚度K=100,100,80.则切削时三轴各自的变形:x=1000/100=10mm=0.01mm, y=0.005mm, z=0.0025mm。例子中所述的K值即为衡量机床刚性的一个值。通常机床丝杠系统的K值在50~200之间。除此之外,还有导轨的变形,床身的变形等等。静刚性是由多种因素构成的,但最主要的环节是三轴丝杠系统的静刚性(车床为2轴)。动态刚性是衡量一台机床刚性的最重要指标。通俗的讲,机床动态刚性是指机床抵抗受迫振动的能力大小,术语上称为固有频率的大小。切削部位是整台设备的振动源。设备的丝杠系统、导轨系统,床身受振动源的影响会产生受迫振动。如果机床各部件的振动较大,就会对加工产生非常不利的影响,主要影响切削的粗糙度及刀具寿命,对高精度加工更是有致命性影响。 动态刚性受很多方面的影响,其中最主要的是丝杠导轨系统的动态 刚性及床身铸铁件的抗振动频率,当然主轴刚性是最基础的也是最重要的环节。刀具在切削的时候是高速旋转的,旋转切削及材料内部不均匀或者杂质引起振动。一般滑动导轨比滚动导轨动态刚性好,但滑动速度受影响(滑动导轨速度一般<30m/min,滚动导轨可以达到180m/min);丝杠直径越大、床身自重越大,主轴前端轴承内直径越大,则动态刚性越好;一般滚子轴承或滚柱直线导轨比滚珠式的动态刚性好,但转速受影响(滚柱轴承一般只用于车床); 另外,数控机床调试参数的设置对动态刚度性能有非常大的影响。机械性能是基础,电气调试与机械性能的契合度却是发挥机械性能的关键条件。假设机械性能的得分是 80分,但是电气调试数只能发挥其50%,这就比机械性能得分60分,电气调试发挥其90%的情况来得差。(电气参数不合理会引起伺服电机的反馈震颤)。
安装不当:安装不到位,安装有偏差或未装到轴承位,造成轴承游隙过小。内外圈不处于同一旋转中心,造成不同心。建议:选择适当的或专业的轴承安装工具,安装完毕要用专用仪器检测。安装时使用蛮力,用锤子直接敲击轴承对轴承伤害最大;是造成变形的主要原因。这一点在一些小型的机床厂非常常见,机床在安装轴承时使用了专业的轴承安装工具,从而避免了这一点。润滑不良:据调查,润滑不良是造成轴承过早损坏的主要原因之一。主要原因包括:未及时加注润滑剂或润滑油;润滑剂或润滑油未加注到位;润滑剂或润滑油选型不当;润滑方式不正确等等。建议:选择正确的润滑剂或润滑油,使用正确的润滑加注方式。疲劳,疲劳破坏是轴承常见的损坏方式。常见的疲劳破坏的原因可能是:轴承长期超负荷运行;未及时维修;维修不当;设备老化等。污染:污染也会导致轴承过早损坏,污染是指有沙尘、金属屑等进入轴承内部。主要原因包括:使用前过早打开轴承包装,造成污染;安装时工作环境不清洁,造成污染;轴承的工作环境不清洁,工作介质污染等。数控机床所有的主轴装配都是在恒温清洁室完成,从而避免了轴承污染。建议:在使用前最好不要拆开轴承的包装;安装时保持安装环境的清洁,对要使用的轴承进行清洗;增强轴承的密封装置。轴承的质量,轴承本身质量的好坏直接关系到使用寿命,我厂全部使用进口轴承或者国产一线品牌,从而避免的这个问题。
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