數(shù)控機(jī)床加工精度的影響因素及其控制措施
2021-5-7 來(lái)源:焦作技師學(xué)院 作者:張 偉
摘 要:數(shù)控機(jī)床以其生產(chǎn)效率高、加工精度高、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn),已經(jīng)成為制造領(lǐng)域內(nèi)的核心加工設(shè)備,但是很多因素會(huì)影響其加工精度,極易導(dǎo)致零部件精度不合格。 分析影響數(shù)控機(jī)床加工精度的原因,提出控制措施,以促進(jìn)數(shù)控機(jī)床加工精度的有效提升。
關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床;加工精度;影響因素;控制措施
隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展和進(jìn)步, 以及人們對(duì)于機(jī)械加工零部件的效率、精度要求的逐步提高,數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)得到了很大的提升。 數(shù)控加工技術(shù)被廣泛使用到各個(gè)領(lǐng)域, 可以按照規(guī)定的要求完成零部件的加工與生產(chǎn), 對(duì)于現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展有著極為重要的作用。但是從實(shí)際情況分析,依然有些因素會(huì)給精度造成不利的影響,所以要綜合分析這些因素, 提高加工精度,促進(jìn)數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)的全面提升。
1 、數(shù)控編程對(duì)機(jī)床加工精度的影響及控制措施
1.1 編程原點(diǎn)的選擇對(duì)加工精度的影響和控制措施
數(shù)控機(jī)床加工開始前, 應(yīng)該先進(jìn)行編程方案的確定。 首先要分析編程原點(diǎn),然后才能進(jìn)行程序編寫。 一般情況下, 編程坐標(biāo)系的確定應(yīng)由作業(yè)人員按照加工零件特點(diǎn)、圖紙等方面綜合分析,原點(diǎn)的確定會(huì)給整個(gè)加工零件的精度造成比較大的影響。 在具體的加工環(huán)節(jié), 編程坐標(biāo)系中應(yīng)該綜合考慮其編程基準(zhǔn)、 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)等方面,實(shí)現(xiàn)各個(gè)基準(zhǔn)設(shè)定的統(tǒng)一性,從而可以將尺寸誤差降到最低的范圍, 以保證零件上的所有尺寸誤差都在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi), 不存在超差的問(wèn)題,也不會(huì)影響正常使用。 在具體操作中,應(yīng)該根據(jù)下面幾點(diǎn)來(lái)進(jìn)行。
(1)編程原點(diǎn)要和圖紙內(nèi)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合 ,在零部件的設(shè)計(jì)圖紙確定環(huán)節(jié), 應(yīng)該結(jié)合實(shí)際需要來(lái)明確具體的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)原則, 同時(shí)還應(yīng)該按照工藝基準(zhǔn)來(lái)完成各項(xiàng)加工作業(yè),促進(jìn)加工零件精度的提升。
(2)在各個(gè)技術(shù)參數(shù)計(jì)算環(huán)節(jié),應(yīng)該達(dá)到簡(jiǎn)潔性的標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)要防止出現(xiàn)不必要的尺寸鏈計(jì)算,盡量避免出現(xiàn)加工誤差。
(3)編程坐標(biāo)系確定也是極為重要的工作 ,應(yīng)該在保證加工精度符合標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)條件之下來(lái)進(jìn)行確定,以確保整體加工尺寸合格,精度達(dá)到規(guī)定要求。
1.2 編程過(guò)程中的數(shù)據(jù)處理對(duì)精度的影響和控制措施
數(shù)控加工程序編寫環(huán)節(jié), 應(yīng)該按照要求合理地進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理, 同時(shí)應(yīng)該分析和了解加工零部件的外部輪廓可能給加工精度造成的影響, 最為重要的一項(xiàng)工作就是要進(jìn)行未知編程節(jié)點(diǎn)和尺寸公差的計(jì)算和分析,以更好地保證其尺寸數(shù)據(jù)精度符合標(biāo)準(zhǔn)
。
(1)數(shù)控機(jī)床設(shè)備是主要的加工設(shè)備形式,需按照要求選擇最佳的零部件輪廓的形式和尺寸, 且做好具體的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系分析和確定, 并且很多條件下都是采用人工計(jì)算的方式。 一般來(lái)說(shuō), 人工和計(jì)算機(jī)在計(jì)算中,其誤差會(huì)達(dá)到 0.01~0.03 mm,因此,可以通過(guò)下述方式來(lái)進(jìn)行精確度的計(jì)算和分析:首先,人工計(jì)算中應(yīng)該做好各個(gè)數(shù)據(jù)的計(jì)算工作, 中間數(shù)據(jù)必須按照小數(shù)點(diǎn)后保留四位方式來(lái)確定;如果是計(jì)算機(jī)計(jì)算,則全部數(shù)據(jù)都要保留,以確保最終計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確。
其次,編程環(huán)節(jié)的尺寸調(diào)節(jié)應(yīng)該按照機(jī)床的脈沖當(dāng)量來(lái)進(jìn)行,這個(gè)數(shù)據(jù)用來(lái)控制系統(tǒng)的控制,在發(fā)射出脈沖后,機(jī)床就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行必要的移動(dòng), 這是機(jī)床在操作和運(yùn)動(dòng)中所產(chǎn)生的最小單位, 比如某機(jī)床 的脈沖當(dāng)量 為 0.001mm,那么在進(jìn)行計(jì)算時(shí)小數(shù)點(diǎn)后面至少應(yīng)該保留三位以上。
(2) 在零部件的不同位置上所存在的尺寸公差不對(duì)稱或者不相同的條件下, 可以選擇使用人工方式來(lái)進(jìn)行編程尺寸的計(jì)算確定。在加工環(huán)節(jié),如果選擇使用相同刀具來(lái)進(jìn)行加工, 那么應(yīng)該結(jié)合具體的公差中間數(shù)值來(lái)做好編程方案的確定, 給誤差的處理預(yù)留必要的空間,從而可以促進(jìn)加工精度的提升。在編程尺寸公差符合對(duì)稱的要求下, 通常應(yīng)根據(jù)需要來(lái)實(shí)施公差尺寸編程處理,這樣可以避免存在過(guò)大的計(jì)算量,以提高數(shù)據(jù)的精確度。
2 、數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)誤差對(duì)加工精度的影響和控制措施
2.1 螺距誤差和補(bǔ)償
誤差補(bǔ)償就是在數(shù)控機(jī)床加工環(huán)節(jié), 對(duì)某個(gè)特定軸按照位置的運(yùn)動(dòng),做好各個(gè)部分的記錄工作,結(jié)合具體測(cè)量、記錄的參數(shù)來(lái)展開深入的對(duì)比和分析。實(shí)際操作環(huán)節(jié)中,根據(jù)需要在軸上選擇符合要求的測(cè)量點(diǎn),按照要求實(shí)施必要的數(shù)據(jù)測(cè)量工作, 并且將各項(xiàng)數(shù)據(jù)都傳輸?shù)较到y(tǒng)內(nèi),通過(guò)數(shù)據(jù)處理,然后進(jìn)行誤差的消除工作。
這種方式下的測(cè)量點(diǎn)是比較多的,螺距誤差補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用效果是非常明顯的。為了能夠達(dá)到加工精度標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
①數(shù)控機(jī)床如果復(fù)位的數(shù)據(jù)精度很差, 該技術(shù)就無(wú)法有效地實(shí)施到位; ②該技術(shù)的應(yīng)用是通過(guò)數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系分析來(lái)進(jìn)行的; ③參考點(diǎn)是影響數(shù)控機(jī)床加工精度的重要因素,應(yīng)該合理確定,確保其參考點(diǎn)的誤差控制在合理的范圍內(nèi),不超出規(guī)定要求。
2.2 反向間隙誤差和補(bǔ)償
數(shù)控機(jī)床在加工過(guò)程中, 傳動(dòng)鏈在運(yùn)行中容易出現(xiàn)間隙, 這是無(wú)法避免的。 而這其中如果存在反向間隙,就會(huì)造成機(jī)床的反向運(yùn)動(dòng),在伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下機(jī)床卻沒有發(fā)生任何的運(yùn)動(dòng), 床加工中就會(huì)出現(xiàn)誤差或震蕩等情況。 因此,數(shù)控機(jī)床加工設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),應(yīng)該綜合分析反向間隙的影響, 不管選擇哪一種改進(jìn)措施,都應(yīng)該防止這一間隙的存在。
如果數(shù)控機(jī)床是半閉環(huán)的結(jié)構(gòu)形式,結(jié)合上述所采用的誤差補(bǔ)償技術(shù),然后對(duì)各個(gè)方面的反向間隙做好記錄和分析, 可以把所有的數(shù)據(jù)全部都計(jì)入到系統(tǒng)中, 能夠更好地實(shí)現(xiàn)反向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償, 也就能夠消除這些誤差。 而對(duì)于全閉環(huán)的機(jī)床來(lái)說(shuō), 反向間隙補(bǔ)償能夠通過(guò)各種參數(shù)的設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)施,提升數(shù)控機(jī)床加工精度。
3 、結(jié)語(yǔ)
數(shù)控機(jī)床在實(shí)際操作中影響加工精度的原因有很多,有些是無(wú)法避免的,限于篇幅,所介紹的影響因素相對(duì)較少,其他諸如工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量、刀具的質(zhì)量、作業(yè)人員專業(yè)素質(zhì)、外部環(huán)境等, 都會(huì)產(chǎn)生一定程度的影響。 因此,在數(shù)控機(jī)床加工環(huán)節(jié),應(yīng)該綜合考慮多種影響因素, 然后規(guī)避這些因素, 同時(shí)采取有效的控制措施,以促進(jìn)數(shù)控機(jī)床加工精度的提升,防止存在過(guò)大誤差,給機(jī)械制造領(lǐng)域的發(fā)展提供良好的基礎(chǔ)條件。
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