数控机床的机械部件特点与加工时干扰的原因

2020-04-01

动态刚性是衡量一台机床刚性的重要指标。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。

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。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,对高精度加工较是有致命性影响。

动态刚性受很多方面的影响,其中较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,当然主轴刚性是基础的也是较重要的环节。

依照经验:

1、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)另外,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)。

2、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;

3、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);

动态刚性没有具体检测的指标,但是通过试切样件可以大致看出机床的动态刚性的性能。主要通过大吃刀量切削测试、精加工样件测试、圆顶球面样件切削测试三个方面来检测。

数控机床的机械部件

与传统的普通机床相比,数控机床机械部件有几个特点:

(1)较多地采用高速传动件,如滚珠丝杠螺母副,直线滚动导轨等。

(2)还有一些配套部件(如冷却,排屑,防护,润滑,照明,储运等一系列装置)和辅属设备(编程机和对刀仪等)。

(3)采用了高性能的主轴及进给伺服驱动装置,机械传动结构得到简化,传动链较短。

(4)机械结构具有较高的动态特性,动态刚度,阻尼刚度,抗磨性以及抗热变形性能。

电火花机床利用高频放电对工件腐蚀加工,高频对智能纠错控制器产生干扰。干扰一般是指那些与信号无关的,在信号输入、传输和输出过程中出现的一些不确定的有害的电气瞬变现象。这些瞬变现象会使数控系统中的数据在传输过程中发生变化,增大误差,使局部装置或整个系统出现异常情况,引起故障。干扰源的产生主要有以下几种情况:

①数字信号和模拟信号间的干扰:电火花穿孔机在工作过程中,由于整套设备涉及到的器件较多,既有AC380V、AC220V交流电信号,又有DV24V、DC5V的各种低压直流电信号。数控车床厂家用来传递信号的电缆,在走线过程中,有时会由于模拟信号输出设备或由伺服驱动器或变频器产生的干扰引起误动作发生,影响设备的正常工作;用来传递I/O输入/输出信号的频率受到时钟频率和谐波干扰,加上线路走线不当,使数字信号线和模拟信号线不可避免的会受到外来干扰信号的干扰,各种信号线相互之间也会通过线间耦合等产生干扰。

②电源干扰:由于电网覆盖范围广,存在多种设备共享一个电网,尤其是电网内部的变化,数控车床厂家电源开关操作、雷击浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等,都通过输电线路传到电源原边,使电压暂变,导致电网电压波动。此外,电源线在传输过程也会产生噪声以及快速瞬变的脉冲串,污染电网。

③辐射干扰:电磁或电场在自然界中无处不在。工作中的电火花穿孔机除了受到电场的作用外还受到了磁场的作用。电火花穿孔机在运行过程中,由于工作环境的恶劣性,不可避免的会受到电磁干扰。

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