影響數(shù)控機(jī)床加工精度的因素及對策

  數(shù)控機(jī)床在進(jìn)行加工過程中難免會受到各種各樣因素的影響，使得其加工精度產(chǎn)生一定的偏差，給生產(chǎn)生活帶來一些不便。怎樣提高數(shù)控機(jī)床加工精度是大家很關(guān)心的事情。

  1．?dāng)?shù)控機(jī)床加工中的精度問題


  1.1 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(shí)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。


  1.2 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。


  1.3 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(shí)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。

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  2.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：


  2.1 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。


  2.2 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。