什么是机床刚度

Ⅰ 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。

Ⅱ 什么是刚度

您好！
机械零件和构件抵抗变形的能力。在弹性范围内，刚度是零件载荷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。
一个机构的刚度（k）是指弹性体抵抗变形（弯曲、拉伸、压缩等）的能力。计算公式：
k=P/δ
P是作用于机构的恒力，δ是由于力而产生的形变。
刚度的国际单位是牛顿每米（N/m）。
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Ⅲ 刚度是什么

刚度是指材料在受力时抵抗弹性变形的能力。是材料弹性变形难易程度的一个象征。材料的刚度通常用弹性模量E来衡量 。在弹性范围内，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。

定义
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。

在工程应用中，结构的刚度是十分重要的，因此在选择材料时弹性模量是一个重要指标。当有不可预测的大挠度时，高的弹性模量是十分必要的。当结构需要有好的柔韧性时，就要求弹性模量不要太高。

Ⅳ 什么是强度什么是刚度二者有什么区别

刚度是指材料或结构在力作用下抵抗弹性变形的能力。

强度是工程材料抵抗断裂和过度变形的力学性能之一。

一、特点不同

1、强度特点：铸铁、无机材料没有屈服现象，所以只能用抗拉强度来衡量它们的强度性能。聚合物材料也使用拉伸强度。当材料承受弯曲、压缩或扭转荷载时，应使用材料的弯曲强度、压缩强度和剪切强度来表示材料的强度。

2、刚度特点：刚度与物体的材料性质、几何形状、边界支撑和外力作用形式有关。通过分析物体各部分的刚度，可以确定物体内部的应力应变分布，这也是固体力学的基本研究方法之一。

二、分类不同

1、强度分类：强度性能指标有拉伸强度和屈服强度（或屈服点）。

2、刚度分类：刚度可分为静刚度和动刚度。

(4)什么是机床刚度扩展阅读：

在自然界，动物和植物都需要有足够的刚度以维持其外形。在工程中，一些机械、桥梁、建筑物、飞机和船舶由于结构刚度不足而失稳，或在流场中发生颤振等灾难性事故。因此，在设计中，必须保证结构具有符合规范要求的足够刚度。

但对刚度的要求并不是绝对的，例如，弹簧秤中的弹簧刚度取决于被称重物体的重量范围，而缆绳则要求在确保足够强度的基础上适当降低刚度。

Ⅳ 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。

Ⅵ 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。

(6)什么是机床刚度扩展阅读

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。

Ⅶ 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。

Ⅷ 机床部件的刚度特性曲线有什么特点

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。

Ⅸ 数控机床床身、主轴组件的刚度指的是什么

刚度指的是形变,也就是作为机床基础的床身、运动部件的主轴要有很好的刚度,形变尽量小,才能保证加工精度.假如主轴刚性差,容易变形,同心度就不能保证,加工出来的工件就是废品,床身如果变形,一切都是白忙活.
在车床动态检验中切断抗震性是非常重要指标，车床在加工过程中的最大受力方向是径向受力，轴向受力相对较小，所以径向轴承受力抗震能力非常关键。
传统车床主轴结构采取深沟球轴承配推力球轴承的结构模式或者圆锥滚子轴承预拉紧模式等，这几种传统的结构模式本身理论上是有高抗震性的，但实际的装配过程会面临预紧力调整适当的难题（需很高的技术实践经验积累），而且随着机床的使用轴承的磨损抗震性会逐渐降低。
主轴指从发动机或电动机接受动力并将它传给其它机件的轴。 主轴亦称“光轴”，是“主光轴”的简称：在光具组中具有对称性的直径。如球镜的主轴是通过镜面中心与镜面垂直的直线。透镜或光轴光具组的主轴是各透镜面中心的连线。