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數(shù)控車床精度加工論文
數(shù)控車床精度加工論文
[摘要]在數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)加工中，精度控制對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量具有重要影響。
加工精度則由機(jī)床的精度、編程精度、伺服精度以及插補(bǔ)精度決定。
為提高機(jī)床精度，在其設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)通過CAD設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)可以有效提高機(jī)床加工精度。
在使用過程中通過加強(qiáng)對(duì)機(jī)臺(tái)的保養(yǎng)，保持良好狀態(tài)，保持?jǐn)?shù)控機(jī)床的高精度要求。
[關(guān)鍵詞]幾何精度 精度補(bǔ)償 誤差分析
1、數(shù)控機(jī)精度分析
目前對(duì)數(shù)控?cái)?shù)控機(jī)床的分類主要包括集合精度、位置精度以及加工精度。
數(shù)控機(jī)床材質(zhì)的剛度和工作時(shí)的溫度，對(duì)機(jī)床的精度都會(huì)造成不同程度的影響。
將數(shù)控車床的幾何精度繼續(xù)細(xì)分有可以分成主軸幾何精度和直線運(yùn)動(dòng)精度。
在數(shù)控機(jī)床加工運(yùn)作的過程中主動(dòng)軸與回轉(zhuǎn)軸之間的相對(duì)位置應(yīng)該是保持相對(duì)固定的，在實(shí)際生產(chǎn)的過程中與設(shè)計(jì)的情況是不完全相同的，兩軸之間的相對(duì)空間位置也并非固定不變的，因?yàn)闃?gòu)成主軸的軸承零部件在其制造的環(huán)節(jié)中會(huì)出現(xiàn)不同程度的誤差，在使用過程中又會(huì)受到溫度、工作強(qiáng)度、潤(rùn)滑等條件的影響。
主動(dòng)軸的軸承精度、主軸箱在裝配是的質(zhì)量都會(huì)造成主軸和其回轉(zhuǎn)部件在運(yùn)行是發(fā)生不平衡，另外主動(dòng)軸的支承軸頸在制造過程中會(huì)存在圓度誤差，其前后同軸度也會(huì)存在一定程度的誤差，再加之主軸在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中都會(huì)受熱發(fā)生形變，這些因素都對(duì)數(shù)控機(jī)床的主軸幾何精度造成影響。
在數(shù)控機(jī)床除主動(dòng)軸造成的幾何精度之外，導(dǎo)軌因?yàn)槟Σ亮σ约皺C(jī)床所用的伺服電機(jī)可能會(huì)存在慣量匹配問題會(huì)對(duì)機(jī)床的位置精度造成影響。
在數(shù)控機(jī)床中有部分需要不間斷工作的部件如油缸油泵、電動(dòng)機(jī)、液壓機(jī)等，都需要長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作。
在它們運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中因?yàn)槟Σ習(xí)a(chǎn)生一定的熱量，其內(nèi)部零件會(huì)受熱膨脹發(fā)生形變，造成構(gòu)件的實(shí)際尺寸與設(shè)計(jì)尺寸有出入，零件的結(jié)構(gòu)也會(huì)因內(nèi)部熱應(yīng)的作用變的不對(duì)稱，發(fā)生構(gòu)件的形變，因此數(shù)控機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)部件受熱發(fā)生形變會(huì)對(duì)機(jī)床的位置精度帶來重要影響。
數(shù)控機(jī)床的加工精度與上述兩種精度不同，它是整臺(tái)機(jī)床在各種因素綜合影響下的結(jié)果，與機(jī)床的幾何精度和位置精度是密切相關(guān)的，與機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)誤差、檢查校正系統(tǒng)誤差、零件固定部件無擦、刀具位置的誤差等都有關(guān)聯(lián)。
而且數(shù)控機(jī)床的程序編輯是否正確、生產(chǎn)工藝是否合理對(duì)機(jī)床的加工生產(chǎn)的穩(wěn)定型造成影響。
因此在實(shí)際生產(chǎn)中，為提高數(shù)控機(jī)床的加工精度就需要提高機(jī)床的幾何精度和位置精度。
2、檢測(cè)數(shù)控機(jī)床精度
數(shù)控機(jī)床與所有其他電器、機(jī)械設(shè)備相同，在使用一段時(shí)間后，都會(huì)面臨電子元件老化、零部件生銹、機(jī)械部件磨損等情況。
因此為保持機(jī)床能夠保持較好的狀態(tài)，應(yīng)定期對(duì)機(jī)床進(jìn)行周期性的保養(yǎng)，對(duì)數(shù)控機(jī)床的精度進(jìn)行檢測(cè)和補(bǔ)償。
2.1 檢測(cè)幾何精度
通常在加工中心機(jī)床的幾何精度檢測(cè)項(xiàng)目中，對(duì)直線運(yùn)動(dòng)軸的直線度檢測(cè)項(xiàng)目所選用的工具是平尺和千分表，一般是測(cè)試運(yùn)動(dòng)部件在垂直于其運(yùn)動(dòng)軸的其他兩個(gè)坐標(biāo)軸上的線性偏差。
在一臺(tái)常見的普通立式數(shù)控加工中心為例，對(duì)其集合精度的檢測(cè)內(nèi)容主要包括對(duì)機(jī)床工作臺(tái)面的平面度，運(yùn)動(dòng)軸在空間坐標(biāo)各方向移動(dòng)的相互垂直度。
主軸在中心孔徑向的跳動(dòng)，主軸、回轉(zhuǎn)軸軸心線與機(jī)床工作臺(tái)面的垂直度。
機(jī)床運(yùn)動(dòng)軸在X、Y坐標(biāo)方向移動(dòng)時(shí)工作臺(tái)面的平行度;X坐標(biāo)方向移動(dòng)時(shí)工作臺(tái)面T形槽側(cè)面的平行度;主軸箱在延z軸的坐標(biāo)方向移動(dòng)時(shí)的直線度以及與主軸的軸心線的平行度，主軸的軸向竄動(dòng)等。
2.2 檢測(cè)位置精度
數(shù)控機(jī)床所需要的定位精度可以分為定位精度、反向偏差精度和重復(fù)定位精度三項(xiàng)。
定位精度主要的內(nèi)容指的是數(shù)控機(jī)床的工作臺(tái)面或者機(jī)床的其他運(yùn)動(dòng)部件，在生產(chǎn)中實(shí)際的運(yùn)動(dòng)位置與程序指令位置相一致的程度;其不一致程度的差量就是定位誤差。
在機(jī)床各系統(tǒng)中，伺服系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)等的誤差，以及運(yùn)動(dòng)部件導(dǎo)軌的幾何誤差都是造成定位誤差的重要因素，定位誤差是會(huì)對(duì)機(jī)床加工零件的尺寸精度產(chǎn)生直接影響。
3、提高機(jī)床精度的措施
3.1 提高設(shè)計(jì)水平
目前我們大量使用的數(shù)控機(jī)床是以國(guó)產(chǎn)機(jī)床為主，機(jī)床的生產(chǎn)企業(yè)基本上的都具有部分的自主研發(fā)能力，可以自行設(shè)計(jì)、制造、改進(jìn)產(chǎn)品的主體部分，機(jī)床的功能件部分人需外購(gòu)。
閉眼機(jī)床局部因受力過大而造成較大變形，影響加工精度。
機(jī)床主動(dòng)軸在使用過程中要受到耐磨性和溫度升高的影響，因此對(duì)其溫度特性進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)可以有效的保持機(jī)床的加工精度。
通常在對(duì)主軸系統(tǒng)設(shè)計(jì)的是有，會(huì)將對(duì)機(jī)床加工精度造成較大影響的構(gòu)件安裝到一個(gè)與主動(dòng)軸中心相交，而且與機(jī)床底座想垂直的安裝面上，然后在主軸箱的兩側(cè)對(duì)稱的安裝其他構(gòu)件，這樣可以有效的改善機(jī)床因受熱對(duì)加工精度。
3.2 提高機(jī)床幾何精度
數(shù)控機(jī)床的幾何精度能夠?qū)C(jī)床的生產(chǎn)精度起到?jīng)Q定性作用，因此在機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)的設(shè)計(jì)中要能夠合理的設(shè)定機(jī)床的工作精度，選擇適合的加工負(fù)荷。
在機(jī)床加工零件的過程中，主軸軸頸與軸承發(fā)生的摩擦?xí)蛊錅囟壬撸c主軸箱的箱體孔的空間位置如果存在較大誤差，會(huì)造成軸承滾到的變形，嚴(yán)重影響到軸承的旋轉(zhuǎn)精度。
所以要嚴(yán)格控制主軸軸承的選配間隙。
數(shù)控機(jī)床在加工零件時(shí)長(zhǎng)時(shí)間處于高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，通常機(jī)床制造企業(yè)會(huì)采用鑲鋼滑動(dòng)導(dǎo)軌副結(jié)構(gòu)來提高機(jī)床的剛性和精度。
該結(jié)構(gòu)可以使數(shù)控機(jī)床具有最好的幾何精度。
3.3 綜合提高加工精度
數(shù)控機(jī)床從設(shè)計(jì)到制造、裝配、使用值一個(gè)復(fù)雜的過程，對(duì)其加工精度的控制也是一個(gè)綜合性的系統(tǒng)問題，不能僅僅依靠對(duì)某個(gè)或某幾個(gè)量的控制來獲取較高加工精度。
在生產(chǎn)制造環(huán)境，應(yīng)充分考慮到制造工藝中會(huì)對(duì)機(jī)床精度造成影響的因素，消除鑄造加工、機(jī)械加工對(duì)機(jī)床個(gè)構(gòu)件引起的幾何精度的改變。
然后通過對(duì)數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償值的設(shè)定，可有效的提升機(jī)床的加工精度。
4、結(jié)束語
目前我們國(guó)內(nèi)采用數(shù)控機(jī)床雖然比傳統(tǒng)的加工機(jī)床有更高的加工精度，但是與世界先最先進(jìn)的數(shù)控設(shè)備還有這很大的差距。
在現(xiàn)有的條件加，為提高機(jī)床的加工質(zhì)量，保持更高的加工精度，需要對(duì)生產(chǎn)工藝精益求精，不斷提高設(shè)計(jì)制作能力。
參考文獻(xiàn)
[1]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T16462-2007，數(shù)控車床和車削中心檢驗(yàn)條件[S]
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