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數(shù)控機(jī)床具有高效的生產(chǎn)效率以及批量可控的加工精度可改善傳統(tǒng)機(jī)床的加工精度對操作者的依賴性被廣泛的應(yīng)用與機(jī)械電力裝備制造等各個行業(yè) 然而在實際加工過程中數(shù)控機(jī)床對操作人員要求和其自身性能要求也相對較高在科技不斷進(jìn)步的同時人們對制造業(yè)的產(chǎn)品的要求也越來越高自然就對數(shù)控機(jī)床加工產(chǎn)品的零部件的要求也越來越高許多數(shù)控機(jī)床的加工精度已經(jīng)不能滿足產(chǎn)品零部件實際所需的精度要求因此怎樣提高數(shù)控機(jī)床加工精度是一件迫在眉睫的事情正如美國通用公司的高級工程師佛羅曼所言當(dāng)前普通的數(shù)控機(jī)床技術(shù)在全世界范圍內(nèi)發(fā)展相對比較成熟但隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展和社會生產(chǎn)的需要普通的數(shù)控機(jī)床已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要更快更精密更高效的數(shù)控機(jī)床是發(fā)展趨勢

數(shù)控機(jī)床加工中的精度問題

數(shù)控機(jī)床加工中的位置誤差對加工精度的影響

位置誤差是指加工后零件的實際表面軸線或?qū)ΨQ平面之間的相互位置相對于其理想位置的變動量或偏離程度如垂直度位置度對稱度等數(shù)控機(jī)床加工中的位置誤差通常指死區(qū)誤差產(chǎn)生位置誤差的原因主要在機(jī)床零件加工時由于傳動時產(chǎn)生的間隙和彈性變形導(dǎo)致加工誤差以及在加工中機(jī)床的刀頭需要克服摩擦力等因素導(dǎo)致產(chǎn)生位置誤差在開環(huán)系統(tǒng)中位置精度受到的影響是很大的而在閉環(huán)隨動系統(tǒng)中則主要取決于位移檢測裝置的精度和系統(tǒng)的速度放大系數(shù) 一般影響較小

數(shù)控機(jī)床加工中由于幾何誤差導(dǎo)致的加工精度誤差

數(shù)控機(jī)床加工中由于刀具和夾具在受外力和加工中產(chǎn)生的熱量等外界因素的影響下機(jī)床的幾何精度受到影響機(jī)床上加工的零部件產(chǎn)生幾何變形從而導(dǎo)致產(chǎn)生幾何誤差據(jù)研究數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生幾何誤差的主要原因無外乎以下兩種內(nèi)部因素和外部因素機(jī)床產(chǎn)生幾何誤差的內(nèi)部因素指機(jī)床本身的因素導(dǎo)致的幾何誤差如機(jī)床的工作臺面的水平度機(jī)床導(dǎo)軌的水平程度和直線度機(jī)床刀具和夾具的幾何準(zhǔn)確程度等外部因素主要是指在外部環(huán)境和加工過程中的熱變形等因素影響下產(chǎn)生的幾何誤差如刀具或零部件在切削過程中由于受熱膨脹變形從而產(chǎn)生幾何誤差影響了機(jī)床的加工精度和零部件的加工精度

數(shù)控機(jī)床加工中由于機(jī)床定位導(dǎo)致的加工精度誤差

通過長期的零部件加工的數(shù)據(jù)分析和實踐操作看出機(jī)床定位對于數(shù)控機(jī)床的加工精度有較大影響數(shù)控機(jī)床的加工誤差從結(jié)構(gòu)上看多由定位精度引起其中機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)是影響定位精度的主要環(huán)節(jié) 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)通常由機(jī)械傳動系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)兩部分組成定位精度與結(jié)構(gòu)設(shè)計中的機(jī)械傳動系統(tǒng)有關(guān) 在閉環(huán)系統(tǒng)中數(shù)控機(jī)床通常可以通過定位檢測裝置防止進(jìn)給系統(tǒng)中的主要部件產(chǎn)生位置偏差如滾珠絲杠等部件而對于開環(huán)系統(tǒng) 由于影響因素較多情況比較復(fù)雜無法進(jìn)行定位監(jiān)控所以對數(shù)控機(jī)床的加工精度影響較大

提高數(shù)控機(jī)床加工精度的對策

在數(shù)控機(jī)床的加工過程中其所加工的零部件的精度直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量部分機(jī)械零部件和精密設(shè)備的零部件對加工精度的要求非常高提高數(shù)控機(jī)床的加工精度是解決問題的關(guān)鍵所在通過廣泛的研究與分析得出提高數(shù)控機(jī)床的加工精度的對策大致有以下幾種方法

通過控制數(shù)控機(jī)床的原始誤差提高加工精度

數(shù)控機(jī)床加工過程中誤差本身是不可避免的被加工零件與數(shù)控機(jī)床之間存在必然的誤差這種一定存在的誤差稱為原始誤差因此要提高數(shù)控機(jī)床的加工精度控制數(shù)控機(jī)床的原始誤差是重要對策之一針對產(chǎn)生原始誤差的可能性要進(jìn)行系統(tǒng)的分析根據(jù)誤差產(chǎn)生的原因和誤差類型要制定相應(yīng)的改進(jìn)措施機(jī)械零件在加工過程中數(shù)控機(jī)床的位置精度幾何精度對零部件的加工精度有重要影響要通過位置控制和幾何精度控制來減少位置誤差和幾何誤差對零件的影響同時對于加工過程中產(chǎn)生的變形誤差要用風(fēng)冷水冷等方法控制加工過程中的熱變形減少熱變形誤差帶來的加工精度影響同時對于位置誤差要合理選擇適合零件材質(zhì)的刀具避免刀具變形同時根據(jù)被加工零件的胚料形狀選擇合理的夾具有必要的情況下要針對零部件的形狀尺寸專門設(shè)計夾具避免產(chǎn)生位置誤差

合理設(shè)計機(jī)床核心部件避免定位誤差

機(jī)床的定位精度對零部件的精度有重要影響影響機(jī)床定位精度的核心部件如進(jìn)給系統(tǒng) 導(dǎo)軌工作臺面等的直線度水平度等在設(shè)計數(shù)控機(jī)床時要合理選擇核心部件例如在選擇目前在機(jī)床中廣泛使用的滾珠絲杠時應(yīng)當(dāng)充分考慮滾珠絲杠的精度應(yīng)當(dāng)選取和安裝比較成熟的滾珠絲杠技術(shù) 滾珠絲杠的支撐同樣不可忽視滾珠絲杠的支撐與系統(tǒng)的傳動精度密切相關(guān) 滾珠絲杠的支撐主要由軸向載荷和回轉(zhuǎn)速度決定對數(shù)控車床的加工精度有重要影響通常選用高精度的固定和支撐方式并且設(shè)計過程中應(yīng)嚴(yán)格對滾珠絲杠的承載能力要進(jìn)行相關(guān)校核

通過實時監(jiān)控技術(shù)提高數(shù)控機(jī)床的加工精度

隨著數(shù)控技術(shù)的不斷提高對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工過程全程實時監(jiān)控及時調(diào)整加工過程中的誤差環(huán)節(jié) 并對加工過程中的每一個環(huán)節(jié)的誤差數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并反饋至控制終端并通過誤差數(shù)據(jù)采取相應(yīng)的誤差補(bǔ)償機(jī)制進(jìn)行及時的誤差補(bǔ)償能夠有效提高零件的加工精度

結(jié)語

不斷提高數(shù)控機(jī)床的加工精度是機(jī)械裝備制造業(yè)發(fā)展的必然需求是其更快更高效發(fā)展的強(qiáng)勁助力之一本文從分析數(shù)控機(jī)床加工精度產(chǎn)生的原因入手提出切實可行的若干對策對數(shù)控機(jī)床加工在實際生產(chǎn)中具有一定指導(dǎo)意義