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影响数控机床加工精度的3大因素及2大对策

编辑:杭州黑桃精密机械有限公司时间:2018-07-27

 数控机床加工过程中难免会受到各种各样因素的影响,使得其加工精度产生一定的偏差,给生产生活带来一些不便。怎样提高数控机床加工精度是金粉们很关心的事情。


  1.数控机床加工中的精度问题


  1.1 数控机床加工中的位置误差对加工精度的影响


  位置误差是指加工后零件的实际表面、轴线或对称平面之间的相互位置相对于其理想位置的变动量或偏离程度,如垂直度、位置度、对称度等。数控机床加工中的位置误差通常指死区误差,产生位置误差的原因主要在机床零件加工时由于传动时产生的间隙和弹性变形导致加工误差,以及在加工中,机床的刀头需要克服摩擦力等因素导致产生位置误差。在开环系统中位置精度受到的影响是很大的,而在闭环随动系统中,则主要取决于位移检测装置的精度和系统的速度放大系数,一般影响较小。


  1.2 数控机床加工中由于几何误差导致的加工精度误差


  数控机床加工中,由于刀具和夹具在受外力和加工中产生的热量等外界因素的影响下,机床的几何精度受到影响,机床上加工的零部件产生几何变形,从而导致产生几何误差。据研究,数控机床产生几何误差的主要原因无外乎以下两种:内部因素和外部因素。机床产生几何误差的内部因素指机床本身的因素导致的几何误差,如机床的工作台面的水平度、机床导轨的水平程度和直线度、机床刀具和夹具的几何准确程度等。外部因素主要是指在外部环境和加工过程中的热变形等因素影响下产生的几何误差,如刀具或零部件在切削过程中,由于受热膨胀、变形,从而产生几何误差,影响了机床的加工精度和零部件的加工精度。


  1.3 数控机床加工中由于机床定位导致的加工精度误差


  通过长期的零部件加工的数据分析和实践操作看出,机床定位对于数控机床的加工精度有较大影响。数控机床的加工误差,从结构上看,多由定位精度引起,其中机床的进给系统是影响定位精度的主要环节。数控机床的进给系统通常由机械传动系统和电气控制系统两部分组成,定位精度与结构设计中的机械传动系统有关。在闭环系统中,数控机床通常可以通过定位检测装置防止进给系统中的主要部件产生位置偏差,如滚珠丝杠等部件。而对于开环系统,由于影响因素较多、情况比较复杂,无法进行定位监控,所以对数控机床的加工精度影响较大。

      

  2.提高数控机床加工精度的对策


  在数控机床的加工过程中,其所加工的零部件的精度直接影响产品的质量,部分机械零部件和精密设备的零部件对加工精度的要求非常高,提高数控机床的加工精度是解决问题的关键所在。通过广泛的研究与分析得出,提高数控机床的加工精度的对策大致有以下几种方法:


  2.1 通过控制数控机床的原始误差提高加工精度


  数控机床加工过程中,误差本身是不可避免的,被加工零件与数控机床之间存在必然的误差, 这种一定存在的误差称为原始误差。


  因此,要提高数控机床的加工精度,控制数控机床的原始误差是重要对策之一。针对产生原始误差的可能性要进行系统的分析,根据误差产生的原因和误差类型要制定相应的改进措施。机械零件在加工过程中,数控机床的位置精度、几何精度对零部件的加工精度有重要影响,要通过位置控制和几何精度控制来减少位置误差和几何误差对零件的影响。同时对于加工过程中产生的变形误差,要用风冷、水冷等方法控制加工过程中的热变形,减少热变形误差带来的加工精度影响。同时对于位置误差,要合理选择适合零件材质的刀具,避免刀具变形,同时根据被加工零件的胚料形状选择合理的夹具, 有必要的情况下要针对零部件的形状尺寸专门设计夹具,避免产生位置误差。


  2.2 合理设计机床核心部件避免定位误差


  机床的定位精度对零部件的精度有重要影响,影响机床定位精度的核心部件如进给系统、导轨、工作台面等的直线度、水平度等。在设计数控机床时,要合理选择核心部件,例如在选择目前在机床中广泛使用的滚珠丝杠时,应当充分考虑滚珠丝杠的精度,应当选取和安装比较成熟的滚珠丝杠技术。滚珠丝杠的支撑同样不可忽视,滚珠丝杠的支撑与系统的传动精度密切相关,滚珠丝杠的支撑主要由轴向载荷和回转速度决定,对数控车床的加工精度有重要影响,通常选用高精度的固定和支撑方式。并且设计过程中应严格对滚珠丝杠的承载能力要进行相关校核。


  而拖链,作为机床外防护的一部分,现在对机床来说已经不可或缺。由于其链节结构,在跟随刀架运动时,也会产生一定的振动,这种振动,会直接传递到刀具上,最终会对加工精度造成一定的影响。


  因此,拖链的性能,大大决定了机床精度易格斯的E6系列拖链经过特殊设计,可以极大地降低振动和噪音,把拖链运动给机床精度带来的影响降低到最低。


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