影響數(shù)控機(jī)床加工精度的因素及對(duì)策

  數(shù)控機(jī)床在進(jìn)行加工過程中難免會(huì)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(duì)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(duì)于其理想位置的變動(dòng)量或偏離程度，如垂直度、位置度、對(duì)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(shí)由于傳動(dòng)時(shí)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(dòng)系統(tǒng)中，則主要取決于位移檢測(cè)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(tái)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(duì)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(dòng)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(jì)中的機(jī)械傳動(dòng)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(cè)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)策之一。針對(duì)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(duì)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(duì)零件的影響。同時(shí)對(duì)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(shí)對(duì)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(shí)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(duì)零部件的形狀尺寸專門設(shè)計(jì)夾具，避免產(chǎn)生位置誤差。


  2.2 合理設(shè)計(jì)機(jī)床核心部件避免定位誤差


  機(jī)床的定位精度對(duì)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(tái)面等的直線度、水平度等。在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床時(shí)，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(shí)，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(dòng)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(duì)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(jì)過程中應(yīng)嚴(yán)格對(duì)滾珠絲杠的承載能力要進(jìn)行相關(guān)校核。