數控加工精度影響因素及提升策略論文

數控畢業論文 時間:2018-11-28 我要投稿

  摘要:數控機床的加工精度是機床制造者和使用者最關心的問題之一。通過對數控車床的工作原理闡述,分析了數控加工精度的類型特點和影響車床加工精度的幾個因素,并針對影響數控車床加工精度的兩個主要因素提出了相應的措施和方法,以提高數控機床的加工精度。

  關鍵詞:數控加工;加工精度;影響因素

  隨著現代制造業的快速發展,對機械產品的精度要求越來越高。數控機床的出現大大增強了機械制造的能力,為經濟和社會進步做出了重大貢獻。數控機床搭配了可程序化控制的自動控制系統,在驅動方式和加工結構等功能方面都有較大幅度的改變,能夠更加精準、快速地完成更為復雜、精密的零件加工。數控機床在加工的過程中能夠更大程度上保證產品輸出質量,并提高加工速度,整體上提高了機械制造的能力和生產效率。數控機床雖然有著諸多優點,但在加工過程中也會受到一些因素干擾,進而對產品質量產生影響。

  1、數控機床的工作原理

  數控機床在很大程度上提高了機床加工的精度和效率,同時裝有可編程控制的自動化系統和多工位刀塔,能夠進行多種復雜、精密的零件加工,具有實用性強、加工精度高、自動化程度高等特點.數控機床在工作時,主要是按照相應的順序對待加工工件進行處理,結合參數和數控要求的數控語言,對加工程序進行編制,之后輸入,計算機數字化控制)裝置中,對加工程序進行進一步的處理和完善,之后向系統發出命令,由系統驅動機床部件推動刀具運動,從而實現對于零件的加工。

  2、數控機床加工精度的影響因素

  由數控機床的組成可以知道,通常情況下影響數控加工精度的主要因素包括兩部分,一是機床本身所具有的機械精度,一是機床所配備的伺服控制系統的驅動精度。綜合實踐來分析,在眾多影響數控加工精度的因素中:機床本身制造誤差大約占到1/2,設備加工過程中誤差所占比例約為1/3,檢測誤差所占比例約為1/6。

  2.1伺服系統驅動因素

  通過對數控機床的原理分析可知,伺服系統是數控機床的中樞控制部分,主要是通過將驅動機床的部件轉化為零件進行加工。伺服系統的功能實現又是通過電機驅動絲杠完成的,絲杠的傳動精度就成為伺服系統的控制精度。數控加工設備通常采用半閉環控制伺服進給系統控制,在產品加工過程中,絲杠收到伺服系統信號需要反向運轉時會有短暫的空轉狀態,這一空轉現象會引起反向間隙誤差,進而影響數控加工精度。此外數控設備在傳動過程中容易受到外界振動和載荷的影響,繼而出現彈性形變,引發彈性間隙誤差。

  2.2刀具參數變化因素

  數控機床的加工過程靠的是刀具在程序控制下完成對產品的切削、銑磨等,以最終完成對產品的加工過程。在車刀切削的過程中,車刀存在主偏角和刀尖圓弧半徑,在切削棒料零件時,車刀的軸線會產生細微的偏差,如果不對偏差加以考慮,當主偏角不斷減溫知新深圳大學工程訓練中心廣東深圳518060小時偏差會不斷增大。因此,在數控設備加工過程中刀具的參數對于加工精度也有著一定的影響,需要在程序編程的過程中按照產品的特征,將刀具軸線所產生的偏差加以分析,對刀具產生的位移長度進行修正。此外,在數控機床運轉時,車刀的刀尖圓弧半徑、主偏角、刀尖與零件中心的高度偏差等都可能影響數控機床的加工精度,需要在編程時進行考慮和分析。

  3、提高數控加工精度的措施

  3.1伺服系統誤差及抑制

  數控加工過程中伺服系統的精確度對加工質量的影響是直接的,對于伺服系統方面引起的誤差必須高度重視。為了更好地抑制伺服系統誤差,應從機床的設計階段就采取相應的措施,如采用動態性能優越的驅動裝置,增強伺服裝置的抗壓、抗載能力等。當數控設備的伺服裝置選定后,還應該在系統參數設置方面進行優化,可以選擇盡可能高的位置環增益,以保證各進給軸的位置開環增益相等。伺服系統對直線、圓弧加工的影響及抑制方法:①速度誤差不影響單軸直線加工時停止位置的準確性,只是在時間上實際位置達到指令位置有些滯后,但不影響精度。②當各進給軸位置開環增益不相等時,以45°時加工誤差最大。③加工圓弧時,為抑制伺服系統引起的輪廓加工誤差,首先應設置各進給軸位置開環增益相等,且盡可能大。

  3.2提高床身導軌的幾何精度

  現代科技在機械制造行業的廣泛應用,數控加工設備也逐漸呈現出高速、高效、高精度的趨勢。數控加工技術發展的同時也對數控設備的結構提出了相應的要求,比如數控機床底座鑄件的重量及承重、承壓要求,數控導軌的精度、抗壓、防震設計等。一般來說,全功能數控車床為了保證各方面功能實現,會使用斜床造型來簡化鑄件整體結構,降低機床自身重量。基于力學角度考慮,采用斜床后的機床多采用封閉式筒形結構,如此會大大提升機床整體的抗扭與抗彎強度,以確保設備在復雜的工況作業下,能夠始終維持良好的穩定性。再者,從刀位的的移動速度來看,隨著速度的加快要求導軌具備更好的抗負荷能力;為了保證數控車床在高負荷切削的條件下擁有良好的精度保持性和較高的剛性,可以采用鑲鋼滑動導軌副結構,以確保導軌獲得最佳的幾何精度。

  4、結束語

  數控機床的加工精度是保證產品質量的前提條件,如何進一步確保數控加工精度已經成為機械制造業重點關注的課題。隨著我國機械制造業的飛速發展,數控加工設備作為其中重要的生產設備,在制造業中占有重要的地位。數控加工過程中,影響其加工精度的因素眾多,需要針對不同原因引起的加工誤差采取對應的措施,以最大程度的保證數控加工質量。

  參考文獻:

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