數(shù)控機床加工精度的影響因素及其控制措施

發(fā)布日期:2015-08-19    蘭生客服中心    瀏覽:2982

1.1 編程原點的選擇對加工精度的影響和控制措施

  在進行數(shù)控編程時,最先需要考慮的因素就是編程原點的確定。

  通常來講,編程坐標系的確定需要相關的操作人員根據(jù)所需加工零件的特點以及圖紙等進行考慮,在這其中,編程原點的確定直接關系到整個零件最終的加工精度。在實際操作中,編程坐標系的確定應該以編程基準、設計基準、工藝基準統(tǒng)一為原則,只有這樣才能將尺寸公差換算誤差降到最低,實際操作中可以按照以下進行操作:

  1) 編程原點應該盡量與圖紙中的基準吻合。在進行零件設計時會有相應的設計基準,加工過程中會有相應的工藝基準,編程原點應該盡量和這些基準相吻合。

  2) 在進行相關數(shù)據(jù)的計算時,盡量簡單化,避免不必要的尺寸鏈計算過程,減少誤差的產(chǎn)生。

  3) 編程坐標系應該盡可能的選擇在一些精確度較高的零件表面上。   

  1.2 編程過程中的數(shù)據(jù)處理對精度的影響和控制措施

  在數(shù)控編程中,數(shù)據(jù)處理主要是對整個零件的輪廓精度產(chǎn)生重要的影響,在這其中較為重要的就是一些未知的編程節(jié)點以及編程尺寸公差帶的計算和換算問題。

  1) 當前的數(shù)控機床設備中,一些先進設備可以根據(jù)加工零件的輪廓自動進行節(jié)點的坐標計算,而大部分數(shù)控機床仍然需要人為的手工計算。通常來講利用手工計算節(jié)點坐標的主要問題就是如何控制好計算精度,一般情況下,手工計算與計算機計算之間會有0.01~0.03mm 的偏差,通?梢岳靡韵路椒▉硖岣呤止び嬎愕木_度:首先,手工計算過程中的一些中間數(shù)據(jù)應該保留在四位小數(shù)以上,如果利用計算機進行計算,應該盡量保留全部的小數(shù)。其次,編程過程中尺寸的調(diào)整主要是根據(jù)數(shù)控機床的脈沖當量來確定,所謂脈沖當量就是指當控制系統(tǒng)發(fā)出一個指令脈沖后,相應的機床移動設備所產(chǎn)生的移動量,脈沖當量是數(shù)控機床最小的設計和控制單位,比方說對于脈沖當量為0.001mm 的數(shù)控機床而言,在計算過程中,各類計算結果應該最少保留三位小數(shù)以上。

  2) 當零件不同部位的尺寸公差存在不同或不對稱的現(xiàn)象時,應該采用人工的方法對編程尺寸進行計算。整個加工過程如果使用同一把刀具,那么應該選擇公差中間值來進行編程,為誤差的產(chǎn)生預留一定的空間,進而保證加工精度。當編程尺寸公差基本對稱時,通?梢岳霉Q尺寸來進行編程,從而使計算量相應的減少。

  1.3 加工路線對精度的影響及控制措施

  在數(shù)控編程中,加工路線是其重要的組成部分,并且對數(shù)控加工過程的精度和效率有著巨大的影響作用。如何進行加工路線的選擇應該從以下幾個方面進行入手:

  1) 加工過程中的進、退刀方法對零件的輪廓有著重要的影響作用。   當在零件的輪廓表面上直接進行進、退刀操作時,可能由于刀具的機床誤差、速度突變等因素使得零件的表面出現(xiàn)一些小凹痕,因此在進行一些精度要求較高的加工時,進、退刀應該盡量避免在表面進行。對于那些必須在表面進行操作的情況,應該盡量選擇圓弧切入和切出的形式,而且圓弧的半徑應比刀具的半徑大。

  2) 在進行數(shù)控機床加工時,為了保證零件表面的整體質(zhì)量符合精度要求,通常利用順銑的方法進行加工,但是在下列情況時,應該利用逆銑的方法進行加工:首先,當待加工零件表面存在硬化層或夾砂時,應該選擇逆銑的方法進行加工。因為如果利用順銑從零件的表面進行切入加工,那么表面的硬化層和夾砂可能會對刀具造成破壞,而利用逆銑的方法,當?shù)毒邚谋砻媲谐鰰r,外表面的硬化層和夾砂就會被掀掉,從而避免了刀具受到破壞;其次,在進行一些非金屬材料的加工時,尤其是一些纖維材料應該盡量選擇逆銑的方法。因為從表面切入的順銑可能無法有效的切斷纖維,進而使切割表面產(chǎn)生毛刺現(xiàn)象,而逆銑的加工方法能夠使材料中的一些細小纖維得到有效的切斷,使加工的切面光滑平整。

  2 數(shù)控機床系統(tǒng)誤差對加工精度的影響和控制措施

  2.1 螺距誤差和補償

  所謂誤差補償技術就是說在進行數(shù)控機床加工過程中,對某一特定軸的實際運動位置進行記錄,并將記錄結果與精密儀器的測量結果進行比較。實際操作過程中,在軸上選擇一定量的測量點,并對運行過程中的誤差進行記錄,輸入到機床的控制系統(tǒng)內(nèi),通過這種方式,控制系統(tǒng)就可以對軸運動時不同點和時間的誤差進行控制。這些測量點的數(shù)量越多,螺距誤差補償技術的實施效果越明顯,在利用這一技術時應該注重以下幾個方面的問題:

  1) 當數(shù)控機床的重復定位精確度不高時,這一技術很難得到實施;

  2) 該技術是建立在數(shù)控機床坐標系的前提下的;

  3) 參考點是確定數(shù)控機床坐標系的重要參數(shù),所以參考點的選擇誤差應該是零。

  2.2 反向間隙誤差和補償

  在數(shù)控機床加工過程中,傳動鏈的運轉存在很多的間隙,而其中的反向間隙可能會導致機床反向時,伺服電機處于運轉狀態(tài)而機床并沒有產(chǎn)生運動,這也直接使得數(shù)控機床產(chǎn)生一定的誤差或者發(fā)生機床震蕩現(xiàn)象。因此在進行數(shù)控機床的設計時,應該充分考慮反向間隙,但是無論采取什么樣的改進措施,都不可避免的會存在一定的間隙。在半閉環(huán)系統(tǒng)的數(shù)控機床中,通過上述的螺距誤差補償技術,對機床運轉過程中的各點反向間隙進行記錄,并將其錄入到控制系統(tǒng)中去,這樣在產(chǎn)生反向運動時,系統(tǒng)會自動進行補償誤差操作。對于全閉環(huán)系統(tǒng)的數(shù)控機床而言,其反向間隙的補償可以利用參數(shù)的設置來實現(xiàn)。   總之,在數(shù)控機床加工過程中,影響其加工精度的因素有很多,除了上述所講的這些因素外,工藝設計、刀具、操作人員技術水平等都會對競速產(chǎn)生一定的影響,因此在實際的數(shù)控機床加工過程中,應該綜合考慮各種方面的影響,才能真正實現(xiàn)加工精度的有效提升。

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