CNC加工中心作為金屬切削的重要設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、消費(fèi)電子等領(lǐng)域零件的加工，隨著相關(guān)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，對(duì)CNC加工中心的精度也提出了更高的要求，那么如何保證CNC加工中心精度的穩(wěn)定性與可靠性就至關(guān)重要了。
本文介紹了CNC加工中心的精度及保證精度穩(wěn)定性及可靠性的具體措施。
1CNC加工中心的精度
CNC加工中心的精度主要包括幾何精度、定位精度和切削精度。
幾何精度反映加工中心的關(guān)鍵機(jī)械零部件（如床身、立柱、主軸箱、工作臺(tái)等）的幾何形狀誤差及其組裝后的位置誤差，包括各直線軸之間的垂直度、工作臺(tái)面的平面度、主軸孔的徑向跳動(dòng)、主軸的端面跳動(dòng)、主軸軸線與工作臺(tái)面的垂直度及與各直線軸的垂直度等。
定位精度是指所測(cè)量的加工中心運(yùn)動(dòng)部件在CNC系統(tǒng)控制下要到達(dá)某個(gè)坐標(biāo)值和實(shí)際到達(dá)的位置之間的差距大小，它與加工中心的幾何精度共同對(duì)加工中心切削精度產(chǎn)生重要的影響，尤其對(duì)孔隙加工中的孔距誤差具有決定性的影響。可以從加工中心的定位精度判出它的加工精度。
切削精度是指零件加工后的幾何參數(shù)(尺寸、幾何形狀和相互位置)的實(shí)際值與理想值之間的符合程度。
2保證CNC加工中心精度的具體措施2 J從設(shè)計(jì)出發(fā)
1)盡量減少傳動(dòng)鏈。盡量減少機(jī)械傳動(dòng)的滾珠絲杠副、齒輪傳動(dòng)、皮帶傳動(dòng)等傳動(dòng)方式，由于采用機(jī)械傳動(dòng)鏈會(huì)產(chǎn)生反向間隙。反向間隙的存在就會(huì)影響到加工中心的定位精度和重復(fù)定位精度，從而影響產(chǎn)品的加工精度。如果必須采用機(jī)械傳動(dòng)副，需對(duì)滾珠絲杠和軸承進(jìn)行預(yù)緊，消除齒輪、蝸桿等傳動(dòng)件的間隙等措施來(lái)提高進(jìn)給精度和剛度。
優(yōu)選直接驅(qū)動(dòng)方式,如采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)直線軸，采用力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)軸（如電主軸、力矩轉(zhuǎn)臺(tái)、直驅(qū)擺頭的應(yīng)用），減少機(jī)械傳動(dòng)鏈,實(shí)現(xiàn)零傳動(dòng)。
方零件結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。床身、立柱、工作臺(tái)、主軸箱等作為CNC加工中心的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)件，須對(duì)其進(jìn)行靜、動(dòng)剛度、抗振性分析及拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)等研究，在保證剛度的前提下，盡量減重,提高固有頻率。為了減小鑄件或焊接結(jié)構(gòu)件的應(yīng)力變形，可采用大理石床身、立柱等代替金屬結(jié)構(gòu)件，大大提高加工中心的剛性。因?yàn)榇罄硎€膨脹系數(shù)小,不受周圍環(huán)境變化的影響，消除振動(dòng)的性能比較好。
沒(méi)檢測(cè)技術(shù)。盡量采用閉環(huán)控制，對(duì)直線軸增加光柵尺，提高直線軸的定位精度。旋轉(zhuǎn)軸增加編碼器,如轉(zhuǎn)臺(tái)增加角度編碼器,提高轉(zhuǎn)臺(tái)的定位精度。也可增加在線檢測(cè)技術(shù)，如工件檢測(cè)、刀具檢測(cè)等。
4潤(rùn)滑。采用的軸承、齒輪、導(dǎo)軌都需要潤(rùn)滑。良好的潤(rùn)滑能夠減少運(yùn)動(dòng)部件之間的摩擦因數(shù)，降低部件的溫度，防止零件熱變形，對(duì)于提高加工中心加工精度、延長(zhǎng)加工中心使用壽命等都有著十分重要的作用。
今冷卻。設(shè)計(jì)合理的冷卻方式，當(dāng)零件加工時(shí)，對(duì)刀具或工件噴淋冷卻液，帶走切削熱,降低工件的熱變形。
3功能部件選型。選擇合適的功能部件，如選用精度等級(jí)高的滾珠絲杠，可減小絲杠導(dǎo)程誤差對(duì)加工中心加工精度的影響。選用精度等級(jí)高的軸承可提高回轉(zhuǎn)部件的精度，提高主軸及轉(zhuǎn)臺(tái)的定位精度及重復(fù)定位精度。
2.2從制造出發(fā)
1)保證零件加工精度。零件通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)后，需要對(duì)其進(jìn)行加工制造，需要合理的安排加工設(shè)備、編制合理的加工工藝，選用合理的刀具及切削液,按圖紙技術(shù)要求實(shí)現(xiàn)零件的加工，保證零件的圖樣精度。對(duì)導(dǎo)軌安裝面、主軸箱的安裝法蘭與安裝孔、工作臺(tái)的平面度、電機(jī)座、軸承座等重要工藝特征設(shè)置關(guān)鍵工序,在關(guān)鍵工序中設(shè)置工序質(zhì)量的控制點(diǎn)，包括控制項(xiàng)目、控制要求、檢測(cè)方式等。
方優(yōu)化裝配工藝。依據(jù)圖樣設(shè)計(jì)要求編制部件裝配工藝規(guī)程與總裝配工藝規(guī)程,優(yōu)化裝配工藝規(guī)程;設(shè)計(jì)工裝檢具;對(duì)自制件及外購(gòu)件進(jìn)行入場(chǎng)檢驗(yàn);嚴(yán)格按照裝配工藝流程進(jìn)行操作；通過(guò)減小傳動(dòng)鏈間隙，提高加工中心剛度;采用預(yù)加載荷，消除間隙影響。重點(diǎn)關(guān)注重要的固定結(jié)合面與滑動(dòng)結(jié)合面的接觸精度，固定結(jié)合面可采用刮研的方法,提高接觸面的接觸率。針對(duì)滾珠絲杠定位，設(shè)計(jì)專門的檢驗(yàn)套、檢驗(yàn)棒，以保證滾珠絲桿的正確裝配。主軸要設(shè)計(jì)專門的檢驗(yàn)棒，檢測(cè)主軸的徑向跳動(dòng)。
3) 伺服系統(tǒng)補(bǔ)償技術(shù)。對(duì)組裝后的CNC加工中心進(jìn)行激光干涉儀檢驗(yàn)，檢測(cè)直線軸與旋轉(zhuǎn)軸的定位精度與重復(fù)定位精度,依據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償，使精度達(dá)到更高的水平。
加工中心反向間隙的補(bǔ)償。加工中心傳動(dòng)進(jìn)給的直線軸由于滾珠絲桿與螺母之間存在間隙，當(dāng)進(jìn)給方向發(fā)生變化時(shí)，由于配合間隙的存在，必須反向旋轉(zhuǎn)回間隙角度后,絲桿才能帶動(dòng)螺母旋轉(zhuǎn)。當(dāng)測(cè)定直線插補(bǔ)進(jìn)給反向間隙后，可在需測(cè)量的軸方向上，使用直線插補(bǔ)指令進(jìn)給一定距離進(jìn)行定位，消除反方向上的間隙誤差，使絲桿及螺母緊密配合。
主軸在加工啟動(dòng)過(guò)程中或加工一段時(shí)間后會(huì)熱伸長(zhǎng)，影響零件的加工精度，可以通過(guò)布置傳感器，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，之后進(jìn)行變形補(bǔ)償，達(dá)到精度要求。
2 J從使用出發(fā)
1)合理選擇切削工藝。使用加工中心時(shí)，應(yīng)該優(yōu)化被加工零件的加工路線、加工程序、加工刀具,合理裝夾工件，設(shè)置合適的切削參數(shù)，選擇合適的切削液，使加工中心的使用性能達(dá)到最佳狀態(tài)。
方定期維護(hù)與保養(yǎng)。CNC加工中心如果要保持好的精度，需要定期進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)，定期檢查加工中心的幾何精度。主要包括潤(rùn)滑系統(tǒng)的定期檢測(cè)，檢測(cè)潤(rùn)滑油的油面，是否有足夠的潤(rùn)滑油，用手指觸摸潤(rùn)滑面處,確認(rèn)有無(wú)油膜。在加工中心長(zhǎng)期未工作的情況下，最好以手動(dòng)的方式控制潤(rùn)滑泵動(dòng)作，強(qiáng)制供油，達(dá)到預(yù)先潤(rùn)滑的目的。液壓系統(tǒng)定期更換液壓油，保證液壓油清潔。氣動(dòng)系統(tǒng)定期檢測(cè)從氣源 [1]進(jìn)入的壓縮空氣要經(jīng)過(guò)過(guò)濾減壓?jiǎn)卧偷礁鱾€(gè)支路。其中的過(guò)濾器需要周期性的清理。冷卻系統(tǒng)定期更換冷卻液,冷卻水箱內(nèi)的冷卻液必須保持足夠，不準(zhǔn)混入異物；冷卻液必須經(jīng)常更換，保持潔凈;定期清洗過(guò)濾器和過(guò)濾網(wǎng);冷卻液品牌的更換需依據(jù)切削材質(zhì)而定，且油劑變渾濁必須馬上更換。
+加工中心在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的運(yùn)行或出現(xiàn)磨損，或者因某種原因產(chǎn)生異常情況,需要重新進(jìn)行調(diào)整時(shí)，應(yīng)遵守各部件的注意事項(xiàng)來(lái)進(jìn)行調(diào)整。
3結(jié)語(yǔ)
綜上所述，為了能夠保證CNC加工中心的精度，需從設(shè)計(jì)、制造、使用三方面著手，通過(guò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、先進(jìn)的制造技術(shù)、合理的使用與定期的維護(hù)與保養(yǎng)，使用中再結(jié)合先進(jìn)的在線檢測(cè)技術(shù)及誤差補(bǔ)償技術(shù)，才能保證加工中心精度的穩(wěn)定性與可靠性,加工出高精度的零件，延長(zhǎng)加工中心的使用壽命,提升加工中心的利用率。
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