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基于數控車床加工精度的影響因素分析及應對策略!

2020-08-31

      數控車床加工過程中,影響因素較為多樣,而伺服控制方法和精度高低,將在很大程度上影響數控車床加工精度,為后續的零件加工埋下安全隱患。就數控車床加工精度來看,影響因素主要包括以下幾個方面:①車床幾何誤差;②車刀幾何參數誤差;③車床熱變形誤差;④伺服進給系統誤差;⑤刀具磨損誤差。

  

  就這些車床加工精度影響因素來看,伺服進給系統誤差和車刀幾何參數誤差是常見的因素,在一定程度上影響著部件的加工質量。當前我國的數控車床加工中,主要是通過伺服電機驅動滾珠絲杠來控制加工位置,而滾珠絲杠的傳動誤差,則是影響數控車床定位精度的主要因素之一??v觀當前我國的數控車床現狀,主要是以閉環控制系統為主。在實際作業中,如果伺服電機絲杠反方向運動,不僅會影響到零件加工精度,還會由于空隙的出現導致數控車床空轉,而這種誤差很難避免[3]。受到外部作用力的影響,運動部件可能出現彈性變形現象,加劇數控車床誤差問題的嚴重程度,無法有效控制數控車床加工精準度。

  

  數控車床在零件加工中,車刀在預設的運動軌跡來切割零件。由于車刀的偏角和圓弧半徑,在加工零件時會出現一定的尺寸偏差,而軸向尺寸變化量隨著圓弧半徑的增加而增加。所以,在零件加工中,軸向位移長度的變化取決于軸向尺寸的調整。在數控車床的零件加工中,需要綜合分析軸向尺寸和位移長度,優化編制加工流程。需要注意的是,刀尖距、圓弧半徑和零件中心高等參數,將直接影響到零件加工精準度,而數控車床的使用壽命同樣取決于對這些參數的把握,其重要性不言而喻。


  提升數控車床加工精度的有效措施

  

      (1)優化數控車床的總體設計

  

  在數控車床總體設計中,應該根據實際情況選擇合理的生產策略,提升數控車床制造效率和精準度。從當前我國數控車床制造企業發展現狀來看,主要是通過自行設計主機結構,外購關鍵的功能部件,這樣不僅可以提升加工質量,還可以有效減少加工成本。與此同時,數控車床總體設計中需要保證變形應力均勻分配到每個部件上,這樣可以避免出現剛度薄弱部件,改善車床變形問題.。

  

  對于數控車床結構重心的調整,可以根據實際要求適當的降低重心高度,在不影響到數控車床制造質量的同時,還可以增加擺動模態頻率。在保證結構剛度基礎上,盡可能減小結構材料用量,有效控制機床重心。為了可以有效提升數控車床加工精度,通過對主軸系統熱態特性優化設計,有助于改善傳統工藝中的缺陷和不足,提升主軸系統設計合理性,盡可能改善主軸漂移現象,將誤差控制在合理范圍內。

  

      (2)提升車床導軌幾何精度

  

  數控機床在制造中,應該對床身導軌幾何精度進一步優化,明確高精度發展目標,優化車床身底座和導軌結構設計。對于全功能數控車床,可以選擇斜床身形式進行設計,通過封閉式筒形結構,這樣可以減輕自重,優化制造工藝。通過筒形結構,促使數控機床在切削負荷下,提升床身抗彎強度和剛度,獲得可觀的幾何精準度。通常情況下,需要綜合考慮移動速度,盡可能選擇負載能力較強的導軌,優化數控車床加工工藝。此外,在高負荷切削條件下,提升數控車床精度,可以根據實際情況來選擇鑲鋼滑動導軌副結構。將注塑材料用螺栓安裝在鋼導軌上,有助于改善鋼導軌和底座導軌的間隙,優化工藝中的缺陷和不足,提升導軌加工精度,為后續加工質量提供堅實保障。

  

      (3)誤差補償法誤差補償法

  

  作為一種有效的系統補償手段,可以將數控車床零件加工誤差控制在合理范圍內,通過誤差補償來提升加工精度。通過現代化技術,在降低數控車床加工偏差的同時,還可以獲得高質量和高精度的零件。采用半閉環伺服系統數控車床,受到反向偏差影響,車床重復定位精度誤差難以得到有效控制,影響到加工零件的精度和質量?;诖?,通過誤差補償法,可以將零件加工誤差控制在合理范圍內,實現對零件加工誤差的有效補償。就當前數控車床定位誤差來看,大多數保持在0.02 mm左右,不具備補償功能,借助對應硬件和軟件,實現工具的準確定位,盡可能消除其中存在的間隙。

  

  在不影響數控車床低速單向定位的同時,有效對數控車床插補加工。而在這個過程中,對于反向問題,可以在確定間隙值的基礎上插補處理,以此來滿足零件加工需要。對于其他的數控車床,可以通過內置多個地址,用于數據的存儲,實現軸反向間隙存儲和補償。改變車床軸運動方向,可以獲取反向間隙值,有效補償坐標位移,將偏差控制在合理范圍內,提升工件加工精度,為后續的加工活動打下堅實基礎。


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