數(shù)控加工中心?機(jī)床影響加工精度的因素

數(shù)控加工中心機(jī)床影響加工精度的因素

1. 加工原理差錯(cuò)

數(shù)控加工中心加工原理差錯(cuò)是指采用了近似的刀刃概括或近似的傳動(dòng)關(guān)系進(jìn)行加工而發(fā)作的差錯(cuò)。加工原理差錯(cuò)多呈現(xiàn)于螺紋、齒輪、雜亂曲面加工中。

例如,數(shù)控加工中心加工漸開線齒輪用的齒輪滾刀,為使?jié)L刀制作方便,采用了阿基米德基本蝸桿或法向直廓基本蝸桿替代漸開線基本蝸桿,使齒輪漸開線齒形發(fā)作了差錯(cuò)。又如車削模數(shù)蝸桿時(shí),因?yàn)槲仐U的螺距等于蝸輪的周節(jié)(即mπ),其間 m是模數(shù),而π是一個(gè)無理數(shù),可是車床的配換齒輪的齒數(shù)是有限的,選擇配換齒輪時(shí)只能將π化為近似的分?jǐn)?shù)值(π =3.1415)計(jì)算,這就將引起刀具關(guān)于工件成形運(yùn)動(dòng)(螺旋運(yùn)動(dòng))的不精確,造成螺距差錯(cuò)。

數(shù)控加工中心在加工中,一般采用近似加工,在理論差錯(cuò)可以滿意加工精度要求的前提下(《=10%-15%尺度公役),來提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。

2. 調(diào)整差錯(cuò)

數(shù)控加工中心機(jī)床的調(diào)整差錯(cuò)是指因?yàn)檎{(diào)整不精確而發(fā)作的差錯(cuò)。

3. 數(shù)控加工中心機(jī)床差錯(cuò)

數(shù)控加工中心機(jī)床差錯(cuò)是指機(jī)床的制作差錯(cuò)、裝置差錯(cuò)和磨損。主要包含機(jī)床導(dǎo)軌導(dǎo)向差錯(cuò)、機(jī)床主軸反轉(zhuǎn)差錯(cuò)、機(jī)床傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)差錯(cuò)。

(1)數(shù)控加工中心 機(jī)床導(dǎo)軌導(dǎo)向差錯(cuò)

1)導(dǎo)軌導(dǎo)向精度--導(dǎo)軌副運(yùn)動(dòng)件實(shí)踐運(yùn)動(dòng)方向與抱負(fù)運(yùn)動(dòng)方向的符合程度。主要包含:

① 導(dǎo)軌在水平面內(nèi)直線度Δy和筆直面內(nèi)的直線度Δz(曲折);

②前后兩導(dǎo)軌的平行度(歪曲);

③ 導(dǎo)軌對主軸反轉(zhuǎn)軸線在水平面內(nèi)和筆直面內(nèi)的平行度差錯(cuò)或筆直度差錯(cuò)。

2)導(dǎo)軌導(dǎo)向精度對切削加工的影響主要考慮導(dǎo)軌差錯(cuò)引起刀具與工件在差錯(cuò)靈敏方向的相對位移。車削加工時(shí)差錯(cuò)靈敏方向?yàn)樗椒较?筆直方向引起的導(dǎo)向差錯(cuò)發(fā)作的加工差錯(cuò)可以疏忽;鏜削加工時(shí)差錯(cuò)靈敏方向隨刀具反轉(zhuǎn)而變化;刨削加工時(shí)差錯(cuò)靈敏方向?yàn)楣P直方向,床身導(dǎo)軌在筆直平面內(nèi)的直線度引起加工外表直線度和平面度差錯(cuò)。

(2)數(shù)控加工中心機(jī)床主軸反轉(zhuǎn)差錯(cuò)

機(jī)床主軸反轉(zhuǎn)差錯(cuò)是指實(shí)踐反轉(zhuǎn)軸線關(guān)于抱負(fù)反轉(zhuǎn)軸線的漂移。主要包含主軸端面圓跳動(dòng)、主軸徑向圓跳動(dòng)、主軸幾許軸線傾角搖擺。

1)主軸端面圓跳動(dòng)對加工精度的影響:

①加工圓柱面時(shí)無影響;

②車、鏜端面時(shí)將發(fā)作端面與圓柱面軸線筆直度差錯(cuò)或端面平面度差錯(cuò);

③加工螺紋時(shí),將發(fā)作螺距周期差錯(cuò)。

2)主軸徑向圓跳動(dòng)對加工精度的影響:

①若徑向反轉(zhuǎn)差錯(cuò)表現(xiàn)為其實(shí)踐軸線在y軸坐標(biāo)方向上作簡諧直線運(yùn)動(dòng),鏜床鏜出的孔為橢圓形孔,圓度差錯(cuò)為徑向圓跳動(dòng)幅值;而車床車出的孔沒什么影響;

②若主軸幾許軸線作偏疼運(yùn)動(dòng),無論車、鏜都能得到一個(gè)半徑為刀尖到均勻軸線間隔的圓。

3)主軸幾許軸線傾角搖擺對加工精度的影響:

①幾許軸線相關(guān)于均勻軸線在空間成必定錐角的圓錐軌跡,從各截面看相當(dāng)于幾許軸心繞均勻軸心作偏疼運(yùn)動(dòng),而從軸向看遍地偏疼值不同;

②幾許軸線在某一平面內(nèi)作搖擺,從各截面看相當(dāng)于實(shí)踐軸線在一平面內(nèi)作簡諧直線運(yùn)動(dòng),而從軸向看遍地跳動(dòng)幅值不同;

③實(shí)踐上主軸幾許軸線的傾角搖擺為上述兩種的疊加。

(3)數(shù)控加工中心機(jī)床傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)差錯(cuò)

數(shù)控加工中心機(jī)床傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)差錯(cuò)是指傳動(dòng)鏈中首末兩頭傳動(dòng)元件之間的相對運(yùn)動(dòng)差錯(cuò)。

1)夾具的制作差錯(cuò)和磨損

夾具的差錯(cuò)主要指:

①定位元件、刀具導(dǎo)向元件、分度機(jī)構(gòu)、夾具體等的制作差錯(cuò);

②夾具裝配后,以上各種元件作業(yè)面間的相對尺度差錯(cuò);

③夾具在使用過程中作業(yè)外表的磨損。

2)刀具的制作差錯(cuò)和磨損

刀具差錯(cuò)對加工精度的影響根據(jù)刀具的種類不同而異。

①定尺度刀具(如鉆頭、鉸刀、鍵槽銑刀及圓拉刀等)的尺度精度直接影響工件的尺度精度。

②成型刀具(如成型車刀、成型銑刀、成型砂輪等)的形狀精度將直接影響工件的形狀精度。

③展成刀具(如齒輪滾刀、花鍵滾刀、插齒刀具等)的刀刃形狀差錯(cuò)會影響加工外表的形狀精度。

④一般刀具(如車刀、鏜刀、銑刀),其制作精度對加工精度無直接影響,但刀具易磨損。

3)工藝體系受力變形

工藝體系在切削力、夾緊力、重力和慣性力等效果下會發(fā)作變形,從而破壞了已調(diào)整好的工藝體系各組成部分的相互位置關(guān)系,導(dǎo)致加工差錯(cuò)的發(fā)作,并影響加工過程的穩(wěn)定性。主要考慮機(jī)床變形、工件變形以及工藝體系的總變形。

4. 數(shù)控加工中心切削力對加工精度的影響

只考慮數(shù)控加工中心機(jī)床變形,對加工軸類零件來講,機(jī)床受力變形使加工工件呈兩頭粗、中心細(xì)的鞍形,即發(fā)作圓柱度差錯(cuò)。只考慮工件變形,對加工軸類零件來講,工件受力變形使加工后工件呈兩頭細(xì)、中心粗的鼓形。而對加工孔類零件來講,單獨(dú)考慮機(jī)床或工件的變形,加工后工件的形狀與加工的軸類零件相反。

5. 夾緊力對加工精度的影響

工件裝夾時(shí),因?yàn)楣ぜ偠容^低或夾緊力著力點(diǎn)不當(dāng),使工件發(fā)作相應(yīng)的變形,造成的加工差錯(cuò)。

6. 工藝體系的熱變形

在加工過程中,因?yàn)閮?nèi)部熱源(切削熱、摩擦熱)或外部熱源(環(huán)境溫度、熱輻射)產(chǎn)熱使工藝體系受熱而發(fā)作變形,從而影響加工精度。在大型工件加工和精細(xì)加工中, 工藝體系熱變形引起的加工差錯(cuò)占加工總差錯(cuò)的40%-70%。

工件熱變形對加工金的的影響包含工件均勻受熱和工件不均勻受熱兩種。

7. 工件內(nèi)部的剩余應(yīng)力

剩余應(yīng)力的發(fā)作:

1)毛胚制作和熱處理過程中發(fā)作的剩余應(yīng)力;

2)冷校直帶來的剩余應(yīng)力;

3)切削加工帶來的剩余應(yīng)力。

8. 加工現(xiàn)場環(huán)境影響

加工現(xiàn)場往往有許多細(xì)微金屬屑,這些金屬屑假如存在與零件定位面或定位孔位置就會影響零件加工精度,關(guān)于高精度加工,一些細(xì)微到目視不到的金屬屑都會影響到精度。這個(gè)影響因素會被識別出來但并無十分到位的方法來根絕,往往對操作員的作業(yè)方法依賴很高。