机床刚度取决于什么

❶ 机床部件的刚度特性曲线有什么特点

金属切削机床可按不同的分类方法划分为多种类型。

按加工方式或加工对象可分为车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、花键加工机床、铣床、刨床、插床、拉床、特种加工机床、锯床和刻线机等。每类中又按其结构或加工对象分为若干组，每组中又分为若干型。

按工件大小和机床重量可分为仪表机床、中小型机床、大型机床、重型机床和超重型机床；按加工精度可分为普通精度机床、精密机床和高精度机床；按自动化程度可分为手动操作机床、半自动机床和自动机床；按机床的自动控制方式，可分为仿形机床、程序控制机床、数字控制机床、适应控制机床、加工中心和柔性制造系统；按机床的适用范围，又可分为通用、专门化和专用机床。

专用机床中有一种以标准的通用部件为基础，配以少量按工件特定形状或加工工艺设计的专用部件组成的自动或半自动机床，称为组合机床。

对一种或几种零件的加工，按工序先后安排一系列机床，并配以自动上下料装置和机床与机床间的工件自动传递装置，这样组成的一列机床群称为切削加工自动生产线。柔性制造系统是由一组数字控制机床和其他自动化工艺装备组成的，用电子计算机控制，可自动地加工有不同工序的工件，能适应多品种生产。

机床的工作

机床的切削加工是由刀具与工件之间的相对运动来实现的，其运动可分为表面形成运动和辅助运动两类。

表面形成运动是使工件获得所要求的表面形状和尺寸的运动，它包括主运动、进给运动和切入运动。主运动是从工件毛坯上剥离多余材料时起主要作用的运动，它可以是工件的旋转运动(如车削)、直线运动(如在龙门刨床上刨削)，也可以是刀具的旋转运动(如铣削和钻削)或直线运动(如插削和拉削)；进给运动是刀具和工件待加工部分相向移动，使切削得以继续进行的运动，如车削外圆时刀架溜板沿机床导轨的移动等；切入运动是使刀具切入工件表面一定深度的运动，其作用是在每一切削行程中从工件表面切去一定厚度的材料，如车削外圆时小刀架的横向切入运动。

辅助运动主要包括刀具或工件的快速趋近和退出、机床部件位置的调整、工件分度、刀架转位、送夹料，启动、变速、换向、停止和自动换刀等运动。

各类机床通常由下列基本部分组成：支承部件，用于安装和支承其他部件和工件，承受其重量和切削力，如床身和立柱等；变速机构，用于改变主运动的速度；进给机构，用于改变进给量；主轴箱用以安装机床主轴；刀架、刀库；控制和操纵系统；润滑系统；冷却系统。
机床附属装置包括机床上下料装置、机械手、工业机器人等机床附加装置，以及卡盘、吸盘弹簧夹头、虎钳、回转工作台和分度头等机床附件。

评价机床技术性能的指标最终可归结为加工精度和生产效率。加工精度包括被加工工件的尺寸精度、形状精度、位置精度、表面质量和机床的精度保持性。生产效率涉及切削加工时间和辅助时间，以及机床的自动化程度和工作可靠性。这些指标一方面取决于机床的静态特性，如静态几何精度和刚度；而另一方面与机床的动态特性，如运动精度、动刚度、热变形和噪声等关系更大。

机床未来的发展趋势是：进一步应用电子计算机技术、新型伺服驱动元件、光栅和光导纤维等新技术，简化机械结构，提高和扩大自动化工作的功能，使机床适应于纳入柔性制造系统工作；提高功率主运动和进给运动的速度，相应提高结构的动、静刚度以适应采用新型刀具的需要，提高切削效率；提高加工精度并发展超精密加工机床，以适应电子机械、航天等新兴工业的需要；发展特种加工机床，以适应难加工金属材料和其他新型工业材料的加工。

❷ 什么是机床的刚度

机床的刚度指机床在外力作用下抵抗变形的能力，机床的刚度越大，动态精度越高。机床的刚度包括机床构件本身的刚度和构件之间的接触刚度。机床构件本身的刚度主要取决于构件本身的材料性质、截面形状、大小等。构件之间的接触刚度不仅与接触材料、接触面的几何尺寸和硬度有关，而且还与接触面的表面粗糙度、几何精度、加工方法、接触面介质、预压力等因素有关。

❸ 什么叫做刚度

刚度是指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力。是材料或结构弹性变形难易程度的表征。材料的刚度通常用弹性模量E来衡量。在宏观弹性范围内，刚度是零件荷载与位移成正比的比例系数，即引起单位位移所需的力。它的倒数称为柔度，即单位力引起的位移。刚度可分为静刚度和动刚度。

基本信息

刚度是使物体产生单位变形所需的外力值。刚度与物体的材料性质、几何形状、边界支持情况以及外力作用形式有关。材料的弹性模量和剪切模量（见材料的力学性能）越大，则刚度越大。细杆和薄板在受侧向外力作用时刚度很小，但细杆和薄板如果组合得当，边界支持合理，使杆只承受轴向力，板只承受平面内的力，则它们也能具有较大的刚度。

在自然界，动物和植物都需要有足够的刚度以维持其外形。在工程上，有些机械、桥梁、建筑物、飞行器和舰船就因为结构刚度不够而出现失稳，或在流场中发生颤振等灾难性事故。因此在设计中，必须按规范要求确保结构有足够的刚度。但对刚度的要求不是绝对的，例如，弹簧秤中弹簧的刚度就取决于被称物体的重量范围，而缆绳则要求在保证足够强度的基础上适当减小刚度。

研究刚度的重要意义还在于，通过分析物体各部分的刚度，可以确定物体内部的应力和应变分布，这也是固体力学的基本研究方法之一。

结构刚度

编辑

静载荷和动载荷实验

静载荷下抵抗变形的能力称为静刚度。动载荷下抵抗变形的能力称为动刚度，即引起单位振幅所需的动态力。如果干扰力变化很慢（即干扰力的频率远小于结构的固有频率），动刚度与静刚度基本相同。干扰力变化极快（即干扰力的频率远大于结构的固有频率时），结构变形比较小，即动刚度比较大。当干扰力的频率与结构的固有频率相近时,有共振现象,此时动刚度最小，即最易变形，其动变形可达静载变形的几倍乃至十几倍。

构件变形常影响构件的工作，例如齿轮轴的过度变形会影响齿轮啮合状况，机床变形过大会降低加工精度等。影响刚度的因素是材料的弹性模量和结构形式，改变结构形式对刚度有显著影响。刚度计算是振动理论和结构稳定性分析的基础。在质量不变的情况下，刚度大则固有频率高。静不定结构的应力分布与各部分的刚度比例有关。在断裂力学分析中，含裂纹构件的应力强度因子可根据柔度求得。

❹ 机床刚度对加工精度有什么影响

刚度不足,床身变形,尺寸失准,形位公差不保.

❺ 工艺系统刚度与机床刚度有什么区别

工艺系统刚度是经过有限源计算的理论值，机床刚度是实际值；一般情况机床刚度大于工艺系统刚度，以保证设备在临界状态使用的安全。

❻ 机床的刚性是靠机床的轻重来决定的吗

1. 刚度的定义：K=P/δ ，K——刚度(N/μm)，P——力（N），δ ——变形（μm）。通常人们所说的“刚性”指的就是机床在受力的情况下所引起的变形量的大小的衡量。但是这只是静力变形。
2.通常机床的刚性体现在两方面：
1）静刚性。表示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：
δx=1000/100=10μm=0.01mm, δy=0.005mm, δz=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）。
2）动态刚性。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。
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。依照经验：
①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；
②一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）；
③一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）。
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。
综上所述，动态刚性受机械设计、机械制造、电气调试等贯穿于机床生产的所有环节的影响，是一台数控设备的综合性能的体现。通常来说，动态刚性与静态刚性是正比关系。

❼ 影响机床静刚度有那些因素提高机床静刚度有什么措施

1、正确选择支撑件的截面形状2、合理设置肋板和肋条3、合理开孔和加盖4、提高支撑件的局部刚度5、提高支撑件的接触刚度6、材料的选择和时效处理7、支撑件的铆接8、结构工艺性可参阅《机床设计手册》

❽ 什么叫刚度机床刚度曲线有什么特点

刚度是指切削力在加工表面法向分力，Fr与法向的变形Y的比值。

机床刚度曲线特点：刚度曲线不是直线；加载与卸载曲线不重合；载荷去除后，变形恢复不到起点。

一般只是针对材料而言的。它的大小与材料本身的性质及受力形式有关。如某种材料的抗拉强度、抗剪强度是指这种材料在单位面积上能承受的最大拉力、剪力，与材料的形状无关。

(8)机床刚度取决于什么扩展阅读

不同类型的刚度其表达式也是不同的，如截面刚度是指截面抵抗变形的能力，表达式为材料弹性模量或剪切模量和相应的截面惯性矩或截面面积的乘积。其中截面拉伸（压缩）刚度的表达式为材料弹性模量和截面面积的乘积；截面弯曲刚度为材料弹性模量和截面惯性矩的乘积等等。

构件刚度是指构件抵抗变形的能力，其表达式为施加于构件上的作用所引起的内力与其相应的构件变形的比值。其中构件抗弯刚度其表达式为施加在受弯构件上的弯矩与其引起变形的曲率变化量的比值；构件抗剪刚度为施加在受剪构件上的剪力与其引起变形的正交夹角变化量的比值。而结构侧移刚度则指结构抵抗侧向变形的能力，为施加于结构上的水平力与其引起的水平位移的比值等等。

❾ 机床设备的刚度指标的作用是什么

机床在切削过程中要承受各种外力的作用，承受的静态力有运动部件和零件的自重，承受的动态力有：切削力、驱动力、加减速时引起的惯性力、摩擦阻力等。机床的刚度是指在切削力和其他力作用下抵抗变形能力，数控机床比普通机床要求具有更高的静刚度和动刚度，由于瞬时多变情况复杂，通常很难对结构刚度进行精确的理论计算。下面简介介绍下机床设备的刚度指标的作用是什么：
一、合理选择构件的结构形式
对部分构件用计算方法计算其刚度，而对床身、立柱、操作台和箱体等零件的弯曲和扭转变形，接合面的接触变形等，只能将其简化后进行近似计算。在设计时需要对模型、实物或类似的样机进行试验、分析和对比以确定合理的结构方案。
(1)正确选择截面的形状和尺寸
构件在承受弯曲和扭转载荷后，其变形大小取决于断面的抗弯和扭转惯性矩，抗弯和扭转惯性矩大的其刚度就高。形状相同的断面当保持相同的截面积时，应减小壁厚、加大截面的轮廓尺寸，圆形截面的抗扭刚度比方形截面的大，抗弯刚度则比方形截面的小；封闭式截面的刚度比不封闭式截面的刚度大很多；壁上开孔将使刚度下降，在孔周加上凸缘可使抗弯刚度得到恢复。
(2)合理选择及布置隔板和筋条
合理布置支承件的隔板和筋条可提高构件的静、动刚度，在内部布置有纵、横和对角筋板对它们进行静、动刚度试验，其中以交叉筋板的作用最好。对一些薄壁构件，为减小壁面的翘曲和构件截面的畸变，可以在壁板上设置筋条，其中以蜂窝状加强筋较好，它除了能提高构件刚度外还能减小铸造时的收缩应力。
(3)提高构件的局部刚度
机床的导轨和支承件的联接部件，往往是局部刚度最弱的部分，但是联接方式对局部刚度的影响很大。如果导轨的尺寸较宽时应用双壁联接型式，导轨较窄时可用单壁或加厚的单壁联接，或者在单壁上增加垂直筋条以提高局部刚度。
(4)选用焊接结构的构件
机床的床身、立柱等支承件，采用钢板和型钢焊接而成，具有减小质量提高刚度的显著优点。无论是刚度相同以减轻质量，或者质量相同以提高刚度，都可以提高构件的谐振频率使共振不易发生。用钢板焊接有可能将构件做成全封闭的箱形结构，从而有利于提高构件的刚度。
二、合理的结构布局可以提高刚度
以卧式镗床或卧式中心为例，单面悬挂在立柱侧面主轴箱的自重将使立柱产生弯曲变形，切削力将使立柱产生弯曲和扭转变形，这些变形将影响到精度。主轴箱中心位于立柱的对称面内，主轴箱的自重不再引起立柱的变形，相同的切削力所引起的立柱的弯曲和扭转变形均大为减小，这就相当子提高了机床的刚度。
数控机床的拖板和操作台，由于结构尺寸的限制厚度尺寸不能设计得太大，但是宽度或跨度又不能减小导致刚度不足，为弥补这个缺陷在悬伸部位增设辅助导轨，可大大提高拖板和操作台的刚度。
三、采取补偿构件变形的结构措施
当能够测出着力点的相对变形的大小和方向，或者预知构件的变形规律时，便可以采取相应的措施来补偿变形以消除其影响，补偿的结果相当于提高了机床的刚度。或者通过在横梁内部安装的辅助横梁和预校正螺钉对主导轨进行预校正，也可以用加平衡重的办法，减少横梁同主轴箱自重而产生的变形。落地镗床主轴套筒伸出时的自重下垂，卧式铣床主轴滑枕伸出时的自重下垂，均可用加平衡重的办法来减少或消除其下垂。

❿ 机床刚度对加工精度有什么影响

刚性不好，时间长了，床身等铸件容易变形，导致导轨丝杠等部件都会有变形和位移，刚性越差，机床的加工精度越难保证。