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[摘 要]很多重要机械产品的生产制造都离不开数控车床,在实际应用数控车床进行生产过程中会存在生产误差,对产品的质量和性能产生不良的影响。本文对数控车床技术加工误差原因进行深入的分析,并提出了减小加工误差应对措施
[关键词]数控车床;加工误差;影响因素;措施
中图分类号:TP917 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)14-0299-01
利用数控车床技术进行加工制造时,不再采用其它的复杂的加工模具,便可以生产出小批量和多类型的零部件。可是在数控车库的实际应用过程中,不可避免会产生一定的误差,如何有效的消除和控制加工误差是操作人员和设计人员十分关心的问题。本论文将对数控车床应用时的加工误差和和原因进行分析,同时制定出相应的解决措施,有助于加工制造出质量和性能都比较可靠的产品,提升企业的生产效率,从而创造更多的经济效益。
1数控车床制造技术产生的加工误差原因分析
科学技术的不断进步,数控车床加工制造技术也被广泛的应用。在进行机加产品生产过程中,受到环境条件和其它因素的影响,会产生加工误差。该误差的存在会对机加产品的相关部件与设计的具体尺寸和形状上产生较大的差异,严重的情况下会导致该批产品无法销售或应用,对加工误差产生影响的因素主要有:1)数控车床具备的制造精度并不高,机床设备在生产和安装过程中也没有严格进行控制,导致应用该车床生产出来的产品具备的精度达不到相关的要求。面对这种情况,应该把精度水平不够的关键部件进于淘汰或更换,采用精度水平更加的机械加工部件,对设备的安装环节严格进行管控,把机床自身的精度进一步提升。而对于一些加工能力要求高的生产单位,应该对伺服控制系统进行改善和优化,实现对步进电机的精准控制,把开环控制变换为闭环控制方式,把对零部件的加工制造精度进行提升。2)在进行加工过程中,应该采用先进的加工工艺。如果车床或零部件受到温度影响出现热变形的问题,会引起对零部件的夹装、切削、振动和磨损等细节操作方面产生误差。生产单位在加工过程中应该建立补偿模型,对加工误差进行有效的补偿,实际的补偿难度比较大。所以,采取何种有效的方式提升加工精度,对加工误差进行有效的补偿,是实现精度控制需要解决的关键问题。
2数控车床加工误差原因分析
2.1数控程序编制问题导致的加工误差
采用车床设备进行加工生产时,如果利用列表曲线图对需要加工的初始形状进行呈现,此列表曲线和近方程式的间距变小时,那行将对进行加工的零部件则应该采用方程式来体现出形状与初始形态相互间的不同之处,也就是在加工时经常遇到逼近误差问题。在对零部件进行实际的加工时,不同类型的数控车床相互间应该进行不同程度的补偿,所以,零部件的形态比较相近,可以应用直线或圆弧的方式来实现。不管采用何种方式,在几乎接触到零部件轮廓列表曲线时,零部件最初的形状会和临近曲线相互间生成数值最大的误差值,也就是插补误差。
2.2数控机床加工零件的定位误差
应用数控车床设备进行加工制造过程中,需要对某批零部件逐个实现夹具的定位,零部件在夹具中的空间占有度都有着很大的不同。因此,零部件的加工制造工序尺寸会形成较大的误差,零部件的定位导致工序尺寸方面的差异也就是人们常说的定位误差,可以把其划分为标准不完全吻合和位移误差两种。尺寸不能实现重合与位移导致的数控车床加工误差会对零部件的具体尺寸以及位置精准程度造成较大的影响。
2.3数控机床零件进给加工误差
数控车床设备进行零部件加工制造时,进给系统把机床驱动装置的旋转运动转变为工作台的直线运动。把定转速旋转、转矩和脉冲进行精确的控制,应用轮齿轮变速传动和滚珠螺母等传送装置,把伺服驱动装置从原来的高转速、大转矩转换为转速较小,而转矩较大的方式,可以实现对机械零部件的加工要求。们于副齿轮动力传输和副滚珠方式的螺母相互间的空隙情况,会引起反向进给运动过程中出现控制指令丢失或系统进给过程中的不稳定,从而对机械零部件的加工制造精度造成一定的影响,进给加工误差便会产生。该种类型的误差主要体现在如下几方面,一种是滚珠丝杠由于较长时间的应用会形成螺距相互间的误差。第二种就是由于较长时间承受热力因素的影响,会导致滚珠丝杠和螺母支架发生形变现象,从而产生误差。最后一种就是数控车床工作台中的加工导轨产生的误差。
3减小加工误差应对措施
3.1数控车床控制程序编制误差应对措施
为了避免由于程序编制原因引起的加工误差,应该采取如下几种应对措施:1)在进行控制程序编写时,应该尽量和设计图纸中的设计内容和工艺要求相符合,例如,对于位置确定好的机械零部件,需要以孔洞中心线的交点当成控制程序编写的起始点,针对一些形状不太规则的机械零部件,利用标准面或者线上来对控制程序的起始点进行准确的制定。当机械零部件加工制造为封闭条件时,应该在精准度较高的表面上来对程序编写初始点进行确定。2)对数控车床进行控制程序编写时,应该采用明了直接的编写方式,控制数据的计算同样坚持上述方式。3)选用加工制造误差最小的控制点作为程序编写的初始点。4)控制程序的编写初始点应该遵守位置便于测量的原则。
3.2数控车床机械加工零部件定位误差应对措施
对于数控车床对机械零部件加工时产生的定位误差问题,应该采用下述两种措施实现有效的控制:1)尽可能在零部件设计、加工制造工艺和尺寸数值测量等和控制程序的编写初始点形成一致。2)最大力度的提高对定位机械零部件的加工制造精度,减小由于标准位移原因生成的误差、定位零部件位移。
3.3数控车床零部件进给加工误差应对措施
针对数控车进给加工过程中形成的误差,采取的应對措施有:1)对于开环、半开环控制方式的加工系统来说,在实际的加工制造过程中,应该借助控制程序编写的方法来对轴运动进行有效的控制,采用自动尺寸数值进行测量的方法来对长时间应用螺母时形成的加工误差进行持续的修正。2)应该提高数控车床机械传动链具备的硬度,或者减小传动链产生的摩擦,可以有效的应对由于外部环境产生影响,机械传动链产生的变形造成的加工误差,传动零部件具备的硬度提升可以减小由于传动而引起的震荡和超调问题。
4结束语
现代生产加工制造对于精度的要求都比较高,对数控车床的性能和应用技术方面提出更高的要求。由于受于车床设备的加工制造水平和控制程序编写、实现的操作程序等多种因素的影响,数控车床在实际的应用过程中会存在加工误差,特别在加工制造环境比较恶劣的条件下,加工误差更容易出现。通过对导致加工误差的原因和影响因素的分析研究,提出多种有效的减小加工误差的应对揽工施,可以在减少资金支出,提高加工制造水平和精度,提高生产效率,保证产品的合格率,使数控车床更好为企业发展壮大做出贡献。
参考文献
[1]郭飞鹰,荣伟岩,齐剑,刘刚,王鹏,杜媛英.浅析造成车床加工误差的因素[J].技术与市场,2018,25(09):171.
[2]邹喜聪.三轴超精密车床几何误差敏感性分析及在位补偿技术研究[D].哈尔滨工业大学,2018.
[3]丘永亮.数控车床热误差实时补偿研究[J].机床与液压,2016,44(13):93-95.
作者简介
姓名:许斌;性别:男;民族:汉;籍贯:江苏省扬州市;出生年月:196509;文化程度:中专,现有职称:高级技师研究方向:车床加工,数控车床加工。
姓名:裴传栋;性别:男;出生年月:1961年9月;现有职称:高级技师。
[关键词]数控车床;加工误差;影响因素;措施
中图分类号:TP917 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)14-0299-01
利用数控车床技术进行加工制造时,不再采用其它的复杂的加工模具,便可以生产出小批量和多类型的零部件。可是在数控车库的实际应用过程中,不可避免会产生一定的误差,如何有效的消除和控制加工误差是操作人员和设计人员十分关心的问题。本论文将对数控车床应用时的加工误差和和原因进行分析,同时制定出相应的解决措施,有助于加工制造出质量和性能都比较可靠的产品,提升企业的生产效率,从而创造更多的经济效益。
1数控车床制造技术产生的加工误差原因分析
科学技术的不断进步,数控车床加工制造技术也被广泛的应用。在进行机加产品生产过程中,受到环境条件和其它因素的影响,会产生加工误差。该误差的存在会对机加产品的相关部件与设计的具体尺寸和形状上产生较大的差异,严重的情况下会导致该批产品无法销售或应用,对加工误差产生影响的因素主要有:1)数控车床具备的制造精度并不高,机床设备在生产和安装过程中也没有严格进行控制,导致应用该车床生产出来的产品具备的精度达不到相关的要求。面对这种情况,应该把精度水平不够的关键部件进于淘汰或更换,采用精度水平更加的机械加工部件,对设备的安装环节严格进行管控,把机床自身的精度进一步提升。而对于一些加工能力要求高的生产单位,应该对伺服控制系统进行改善和优化,实现对步进电机的精准控制,把开环控制变换为闭环控制方式,把对零部件的加工制造精度进行提升。2)在进行加工过程中,应该采用先进的加工工艺。如果车床或零部件受到温度影响出现热变形的问题,会引起对零部件的夹装、切削、振动和磨损等细节操作方面产生误差。生产单位在加工过程中应该建立补偿模型,对加工误差进行有效的补偿,实际的补偿难度比较大。所以,采取何种有效的方式提升加工精度,对加工误差进行有效的补偿,是实现精度控制需要解决的关键问题。
2数控车床加工误差原因分析
2.1数控程序编制问题导致的加工误差
采用车床设备进行加工生产时,如果利用列表曲线图对需要加工的初始形状进行呈现,此列表曲线和近方程式的间距变小时,那行将对进行加工的零部件则应该采用方程式来体现出形状与初始形态相互间的不同之处,也就是在加工时经常遇到逼近误差问题。在对零部件进行实际的加工时,不同类型的数控车床相互间应该进行不同程度的补偿,所以,零部件的形态比较相近,可以应用直线或圆弧的方式来实现。不管采用何种方式,在几乎接触到零部件轮廓列表曲线时,零部件最初的形状会和临近曲线相互间生成数值最大的误差值,也就是插补误差。
2.2数控机床加工零件的定位误差
应用数控车床设备进行加工制造过程中,需要对某批零部件逐个实现夹具的定位,零部件在夹具中的空间占有度都有着很大的不同。因此,零部件的加工制造工序尺寸会形成较大的误差,零部件的定位导致工序尺寸方面的差异也就是人们常说的定位误差,可以把其划分为标准不完全吻合和位移误差两种。尺寸不能实现重合与位移导致的数控车床加工误差会对零部件的具体尺寸以及位置精准程度造成较大的影响。
2.3数控机床零件进给加工误差
数控车床设备进行零部件加工制造时,进给系统把机床驱动装置的旋转运动转变为工作台的直线运动。把定转速旋转、转矩和脉冲进行精确的控制,应用轮齿轮变速传动和滚珠螺母等传送装置,把伺服驱动装置从原来的高转速、大转矩转换为转速较小,而转矩较大的方式,可以实现对机械零部件的加工要求。们于副齿轮动力传输和副滚珠方式的螺母相互间的空隙情况,会引起反向进给运动过程中出现控制指令丢失或系统进给过程中的不稳定,从而对机械零部件的加工制造精度造成一定的影响,进给加工误差便会产生。该种类型的误差主要体现在如下几方面,一种是滚珠丝杠由于较长时间的应用会形成螺距相互间的误差。第二种就是由于较长时间承受热力因素的影响,会导致滚珠丝杠和螺母支架发生形变现象,从而产生误差。最后一种就是数控车床工作台中的加工导轨产生的误差。
3减小加工误差应对措施
3.1数控车床控制程序编制误差应对措施
为了避免由于程序编制原因引起的加工误差,应该采取如下几种应对措施:1)在进行控制程序编写时,应该尽量和设计图纸中的设计内容和工艺要求相符合,例如,对于位置确定好的机械零部件,需要以孔洞中心线的交点当成控制程序编写的起始点,针对一些形状不太规则的机械零部件,利用标准面或者线上来对控制程序的起始点进行准确的制定。当机械零部件加工制造为封闭条件时,应该在精准度较高的表面上来对程序编写初始点进行确定。2)对数控车床进行控制程序编写时,应该采用明了直接的编写方式,控制数据的计算同样坚持上述方式。3)选用加工制造误差最小的控制点作为程序编写的初始点。4)控制程序的编写初始点应该遵守位置便于测量的原则。
3.2数控车床机械加工零部件定位误差应对措施
对于数控车床对机械零部件加工时产生的定位误差问题,应该采用下述两种措施实现有效的控制:1)尽可能在零部件设计、加工制造工艺和尺寸数值测量等和控制程序的编写初始点形成一致。2)最大力度的提高对定位机械零部件的加工制造精度,减小由于标准位移原因生成的误差、定位零部件位移。
3.3数控车床零部件进给加工误差应对措施
针对数控车进给加工过程中形成的误差,采取的应對措施有:1)对于开环、半开环控制方式的加工系统来说,在实际的加工制造过程中,应该借助控制程序编写的方法来对轴运动进行有效的控制,采用自动尺寸数值进行测量的方法来对长时间应用螺母时形成的加工误差进行持续的修正。2)应该提高数控车床机械传动链具备的硬度,或者减小传动链产生的摩擦,可以有效的应对由于外部环境产生影响,机械传动链产生的变形造成的加工误差,传动零部件具备的硬度提升可以减小由于传动而引起的震荡和超调问题。
4结束语
现代生产加工制造对于精度的要求都比较高,对数控车床的性能和应用技术方面提出更高的要求。由于受于车床设备的加工制造水平和控制程序编写、实现的操作程序等多种因素的影响,数控车床在实际的应用过程中会存在加工误差,特别在加工制造环境比较恶劣的条件下,加工误差更容易出现。通过对导致加工误差的原因和影响因素的分析研究,提出多种有效的减小加工误差的应对揽工施,可以在减少资金支出,提高加工制造水平和精度,提高生产效率,保证产品的合格率,使数控车床更好为企业发展壮大做出贡献。
参考文献
[1]郭飞鹰,荣伟岩,齐剑,刘刚,王鹏,杜媛英.浅析造成车床加工误差的因素[J].技术与市场,2018,25(09):171.
[2]邹喜聪.三轴超精密车床几何误差敏感性分析及在位补偿技术研究[D].哈尔滨工业大学,2018.
[3]丘永亮.数控车床热误差实时补偿研究[J].机床与液压,2016,44(13):93-95.
作者简介
姓名:许斌;性别:男;民族:汉;籍贯:江苏省扬州市;出生年月:196509;文化程度:中专,现有职称:高级技师研究方向:车床加工,数控车床加工。
姓名:裴传栋;性别:男;出生年月:1961年9月;现有职称:高级技师。