數控機床在進行加工過程中難免會受到各種各樣因素的(de)影響,使得其加工精度產生(shēng)一定的偏差,給生產生活帶來一些不便。怎樣提(tí)高數控機床加工精度是金粉們(men)很關心的事情。
1.數控機床加工中的精度問(wèn)題
1.1 數控(kòng)機床加工中的位置誤差對加工精度的影響
位置(zhì)誤(wù)差是指加工後零件的實際表麵、軸線或對稱平(píng)麵之間(jiān)的相互位置(zhì)相對於其理想位置的變動量或偏離程度(dù),如垂(chuí)直度、位置度(dù)、對稱(chēng)度等。數控機床加工中的(de)位置誤差通(tōng)常指死區誤差,產生位置誤差的(de)原因主要在機床零件加工時由(yóu)於傳動時產生的間隙和彈性變(biàn)形導致加(jiā)工誤差,以及在加工中,機床的刀頭需要克服摩擦力等因素導致產生(shēng)位置(zhì)誤差。在開環係統(tǒng)中位置精(jīng)度受到的影響是很大(dà)的,而在閉(bì)環隨動係統中,則(zé)主要取決於位移檢測裝置的(de)精度和係統的速度放大係數,一般(bān)影響較小。
1.2 數控機床加工中由(yóu)於幾何誤差導致的加工精度誤差
數控機床加工中,由於刀具和夾具在受外力和加工中產生的(de)熱量等外界因素的影響下,機床(chuáng)的幾何精度受到影響,機床上加(jiā)工的零部件產生幾何(hé)變形,從而導致產生幾何誤差。據研(yán)究,數控機床產生幾何誤差的主要原因(yīn)無外乎以下兩種:內部因素和外部因素。機床(chuáng)產生幾何誤差的內部因素(sù)指機床(chuáng)本身的因素導致的幾(jǐ)何誤差,如機床的工作台麵的(de)水平度、機床導軌的水平程度和直線度、機床刀具和(hé)夾具的幾何準確程度等。外部因素主要是指在外部環境和加工過程中的熱變形等因素影響下產生的幾何誤差,如刀具或零部件在切削過程(chéng)中,由(yóu)於受熱膨脹、變形,從而產生幾何誤差(chà),影響了(le)機(jī)床的加工精度和零部件的加工精度。
1.3 數控機床加工中由於機床定位導致的加工精度誤差
通過長期的零部件加工的數據(jù)分析和實踐操作看出,機床(chuáng)定位對於數控機床的加工精度有較大影響。數控機床的加(jiā)工誤差,從結構上看,多由定(dìng)位精度引起,其中機床的進給係統是影響定位精度(dù)的(de)主要環節(jiē)。數控機床的進給係統通常由機械傳動係統和電氣控製係統兩部分組成,定位精(jīng)度與結構設計中的機械傳動係統有關。在閉環係統中,數控機(jī)床通常可以通(tōng)過定位檢測裝置防止進給係統中的主要部件產生位置偏差,如滾珠絲杠等部件。而(ér)對(duì)於開環係統(tǒng),由(yóu)於影(yǐng)響因素較多、情況比較複雜(zá),無法進行定位監控(kòng),所以對數控(kòng)機床的加工精度影響(xiǎng)較大。
2.提高數控機床加工精度的對(duì)策
在數控機床的(de)加工過程中,其所加工的零部件的(de)精度直接影響產品的質量,部分機械零部件(jiàn)和精密設備的零部件對(duì)加(jiā)工精度的要求非常高(gāo),提高數控機床的加(jiā)工精度是解決問題的關鍵所在(zài)。通(tōng)過廣泛的研究與分(fèn)析得出,提高數控機(jī)床的加工精度的對策大致有以下(xià)幾種方法:
2.1 通過控製數控機床的原始誤差提高加工精度
數控機床加工過程(chéng)中,誤差本身是不可避免的,被加工零件與數控機(jī)床(chuáng)之間存在必然的誤差, 這種一定存在的誤差稱為原(yuán)始誤(wù)差。
因此,要提高數控機床的加工精度,控(kòng)製數控機床的原始誤差(chà)是重要對策之一。針對產生原始誤差的可能性要進(jìn)行係統的分析,根據誤差(chà)產(chǎn)生的原因和誤差類型要製定(dìng)相應的改進措(cuò)施。機械零件在加工過程(chéng)中,數控機床的位(wèi)置精(jīng)度、幾何(hé)精度對零部件的加(jiā)工精度有重要影響,要通過位置控製和(hé)幾何(hé)精度控製來減少位置(zhì)誤差(chà)和幾何誤差對零件的影響。同時對於加工過程中產生的變形誤差(chà),要用風冷、水(shuǐ)冷等方法控製加工過程中的熱變形,減少熱(rè)變形誤差帶來的加工精度影響。同(tóng)時對於位置誤(wù)差,要合理選擇適合零件材質的刀具,避免刀具變形,同時根據被加工零件的胚料(liào)形狀選擇合理的夾具(jù), 有必要的情(qíng)況下要針對零部件的形狀尺寸專門設計夾具,避(bì)免產生位置誤差。
2.2 合理設計機床核心部件避免定位(wèi)誤差
機床的定位精度對零部件的精度有重要影(yǐng)響,影響機床定位精度的核(hé)心部(bù)件如進給係統、導軌、工作(zuò)台(tái)麵等的直線(xiàn)度、水平度等(děng)。在設計(jì)數控機床時(shí),要合理選擇(zé)核心部件,例如在選擇目前在機床中廣泛使用的滾珠(zhū)絲杠時,應當(dāng)充分(fèn)考慮滾珠(zhū)絲杠的精度,應當選取和安(ān)裝比較成熟的滾珠絲杠技術。滾珠絲杠的支撐同樣(yàng)不可忽視,滾珠絲杠的支撐與係統的傳動精度密切相關,滾珠絲杠的支(zhī)撐主要由軸(zhóu)向(xiàng)載荷和回轉速度決定,對數控車床的加工(gōng)精度有重要(yào)影響,通(tōng)常選用高精度的固定和(hé)支撐方式。並且設計過程中應(yīng)嚴格對滾珠絲杠的承(chéng)載(zǎi)能力要進行相關(guān)校(xiào)核。
而拖鏈,作為機床外防(fáng)護的一部分,現(xiàn)在對機床來說已經不可或(huò)缺。由於其鏈(liàn)節結構,在跟隨(suí)刀架(jià)運動時,也會產生一定的振動,這種振動,會直接傳遞(dì)到刀具上,最(zuì)終會對加工精度造成(chéng)一定的影響。
因此,拖鏈的性能,大大決定了機床精度。易格斯的E6係列拖鏈,經過特殊設(shè)計(jì),可以極大地降低(dī)振動和噪音,把拖鏈運動(dòng)給機床精度帶來的影響降低到最低。
另外,易格斯E6係列拖鏈采用了小節距,無孔銷連接方式的聚(jù)合彈簧,零磨損,適合高速及高加速度場合應用。速度V=1.8m/s的情況下,噪音隻有37Db(A),亦可應用於無塵室等行業。
2.3 通過實時監控技術提高數控機床的加工精度(dù)
隨著數控技術的不斷(duàn)提高(gāo),對數控機床進行加工過程(chéng)全程實時監控,及時調整加工過程中的誤差環節,並(bìng)對加工(gōng)過程中的每一個(gè)環節的誤差數據進行采集,並反(fǎn)饋至控製終端,並通過誤差數據采取相應的誤差補償機製(zhì),進行及時的誤差補償,能夠有(yǒu)效提高零件的加工精度。