數控車床加工精度影響因(yīn)素分析
2019-5-20 來源:丹東(dōng)市技(jì)師學院 作者:解川一霖
摘要:隨著數控車床製作工藝和技術(shù)的不斷提高,其在機械製造業中得到了廣泛的應用,由於數控車床的精度控製直接影響著加工機械產品的精度,因此引起了業界和學術界的重視和關(guān)注。本文以數控(kòng)車床加(jiā)工精度影響因素為研究課(kè)題,首先介(jiè)紹(shào)了數控車床的工作原理和及其工作特點(diǎn),然後詳細分析了(le)數控(kòng)車床加工(gōng)精度(dù)的影響(xiǎng)因素(sù),並提出了提高數控車床加(jiā)工精(jīng)度的方法(fǎ)和措施。
關鍵詞:數控車床;加工精度;影(yǐng)響因素;方(fāng)法
1、數控車床工作原理及其工作(zuò)特點
1.1 數控車(chē)床(chuáng)的工作原理
數控車床是(shì)一(yī)種高精(jīng)度、高柔性和高效率的自動化機床,其(qí)組成部分主要包括動(dòng)力源、電子控製單(dān)元、機械(xiè)本體、伺服(fú)係統和(hé)傳感器(qì)等。其配備動力刀塔或者多刀位刀塔,加工的複雜工件包括直線圓(yuán)柱(zhù)、斜線圓柱以及各種螺紋、槽、蝸杆。其工作原理有別於普通(tōng)車床,通過對零件圖(tú)紙進行加工程序(xù)的編製,然後將編程係統輸(shū)入CNC裝置,然後CNC裝置經過大量的數據運算和處理,把命令直接傳輸給伺服係統即執行機器,執行機器根據指令要求驅動機械本體各部件加工出零件圖紙要求(qiú)的零件成品。
1.2 數控車床工作特點
數控車床相比傳統車床,有著以下幾個方麵的優越性能,第一(yī),配備的動力刀塔(tǎ)或者多刀位刀塔能夠(gòu)實(shí)現(xiàn)複雜工(gōng)件的加工製造;第二,高自(zì)動化,能夠同時完成(chéng)不同零件的加工製造,提高生產效率;第三,高精度,工作穩定性(xìng)高;第四,高精密性,對於工作人員的專業素養(yǎng)要求較高。
2、數(shù)控車(chē)床加工精度(dù)影(yǐng)響因素分析
車床的加工精度(dù)一般受材料、安裝、檢測、環境以及(jí)製造工藝等諸多方麵的影響,就其加工精(jīng)度而言,一般由車的精度、編程精度、伺服精度和插補精度組成。在數控車床加(jiā)工精度影(yǐng)響因素中,較為(wéi)常見的是伺服係統驅動誤差、車刀參數變化等方麵影(yǐng)響數控車床加工精度,當然從(cóng)數控車(chē)床加工精度的四(sì)個組成部分分析,每個組成部分出現問題都(dōu)會對數控車床(chuáng)的加工精度(dù)造成影響,如車床(chuáng)本身幾何誤差、車床輔助性(xìng)能(néng)下降等也是(shì)數控車床加工精(jīng)度失控的主要(yào)原因之一。下麵就兩種常見的影響因素進行詳細的分析:
2.1 車(chē)刀參數變化因素
數控車床的加工過程主要是在編程控製車刀對零件進行切削(xuē)達到設計圖紙標準完成的,在對棒料(liào)類進行車削加工時,由於其軸線尺寸以及車(chē)削加工的車刀本身存在主偏角和刀尖圓弧半徑會存在一定的偏差,並且這個偏差與刀尖圓弧半徑成正比,與主偏(piān)角成反比,所以在類似材料進行車床加工時,要根據加工器件的特點以及計算出來的準確誤差數據進行程序編製,修正因為車刀刀尖(jiān)圓弧半徑、主偏角(jiǎo)、刀尖與零件中心高度偏(piān)差造成數據車床加(jiā)工精(jīng)度出(chū)現的誤差。
2.2 伺服係(xì)統(tǒng)驅動因素
伺服係統驅動因素造成數控車床加(jiā)工精度出(chū)現問題,其具體過程包括數控車床的定位是有滾珠絲(sī)杠完成的,伺服係統是車床加工的驅動(dòng)中心,滾珠絲杠通過(guò)伺服係統的控製完成(chéng)指定位置的移動,而在(zài)這個移動過程中(zhōng),會出現空運轉現(xiàn)象導致的反向間隙誤差,同時,數(shù)控車床在外力作用下完成傳動狀態會出(chū)現彈性(xìng)變(biàn)形,由於機床各部位受力不(bú)均衡導致彈性間隙進而引起加工控製精度的變化。
3、提高數控車床加工精度的方法
3.1 誤差防止法
誤差防止法主要是通過優化機床的構造(zào),提前消除影響數控車床加工精度的因素,避免誤差的出現。這種事先預防的方法(fǎ)能夠很好地解決可能存在誤差源的影(yǐng)響因素,但(dàn)是誤差防止法的應用需要結合數控機床(chuáng)改造成本以及數控機床係統和部件(jiàn)升級換代等方麵的實際狀況,避免因(yīn)為對機床構造(zào)的優化(huà)加大企業的投入成本和改造不當造成的數控車床報廢和(hé)難以(yǐ)升級換代的事情發生。
3.2 誤差補償法
誤差補償法主要通(tōng)過數控係統的(de)自我補償功能,對車床坐標軸存在的(de)誤差源進行補償,這種方法既能(néng)夠通(tōng)過(guò)硬件來實現,也可以通(tōng)過軟件來完成。如針對半閉環私服係(xì)統數控車床上的車刀變化因素引起的誤差,對反向偏差進行補償,通過編(biān)程的方法,或者通過相(xiàng)應(yīng)的軟件,實現對(duì)工件和刀具的定位,減少加工零件的精度誤差(chà)。
3.3 做好數控車床的整體設計
在我國數控車床製造企業中,大多采用主機結構進行自行設計,重要功能部件(jiàn)外購,這樣能夠有效地降低車床的製造成本。因此在(zài)數控車床的整(zhěng)體設計中,一定要遵循等剛度的設計(jì)原(yuán)則,避免(miǎn)因為剛度不均衡導致的車床局(jú)部結構變形過大的事故發生;另外,數(shù)控車床主(zhǔ)軸(zhóu)係統的熱態性能的設(shè)計中,由(yóu)於車床熱誤差在製造完成後很難(nán)進行改進,因此需(xū)要(yào)在設計階段給予充分的重視,在主軸係統的設計中結合好“熱對(duì)稱”理論,講最容易出現誤差源(yuán)的(de)零件放(fàng)置在熱對稱麵上,消除因(yīn)為箱體發熱造成的零點漂移現象。
4、結語
數控車(chē)床作為一項集現代機械製造技(jì)術、自動控製技術(shù)、檢測技術、計算機信息技術於一體的機(jī)電一體化設備。其能夠加工(gōng)各種複雜工件,推動了複雜器件批量化生產的發展步伐(fá),既提高了製造(zào)企業的(de)生產效率,同時也為企業到來了巨(jù)大的經濟效益。隨(suí)著生產過程自動化的飛速發(fā)展,提高了數控車床的工作效率,相應的也對(duì)加工精度也提出了新的要求,因此,確保每個組成(chéng)部分的精度控製,熟練掌握數控(kòng)車床(chuáng)的操作技巧,才能夠保障機械器件的性能,為社會生產出性能優越(yuè)的生產(chǎn)產品和生活產品。
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