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(kāi)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(kāi)線基本蝸桿,使齒輪漸開(kāi)線齒形發(fā)作了差錯(cuò)。又如車(chē)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(wú)理數(shù),可是車(chē)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(lái)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(duì)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(duì)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(duì)位移。車(chē)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(duì)加工精度的影響:

①加工圓柱面時(shí)無(wú)影響;

②車(chē)、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(duì)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(jiǎn)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(chē)床車(chē)出的孔沒(méi)什么影響;

②若主軸幾許軸線作偏疼運(yùn)動(dòng),無(wú)論車(chē)、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(duì)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(jiǎn)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?jìng)鲃?dòng)鏈中首末兩頭傳動(dòng)元件之間的相對(duì)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(duì)尺度差錯(cuò);

③夾具在使用過(guò)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(duì)加工精度的影響根據(jù)刀具的種類(lèi)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(chē)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(huì)影響加工外表的形狀精度。

④一般刀具(如車(chē)刀、鏜刀、銑刀),其制作精度對(duì)加工精度無(wú)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(huì)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(guò)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(duì)加工精度的影響

只考慮數(shù)控加工中心機(jī)床變形,對(duì)加工軸類(lèi)零件來(lái)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(duì)加工軸類(lèi)零件來(lái)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(duì)加工孔類(lèi)零件來(lái)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(lèi)零件相反。

5. 夾緊力對(duì)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(guò)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(duì)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(guò)程中發(fā)作的剩余應(yīng)力;

2)冷校直帶來(lái)的剩余應(yīng)力;

3)切削加工帶來(lái)的剩余應(yīng)力。

8. 加工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境影響

加工現(xiàn)場(chǎng)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(huì)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(huì)影響到精度。這個(gè)影響因素會(huì)被識(shí)別出來(lái)但并無(wú)十分到位的方法來(lái)根絕,往往對(duì)操作員的作業(yè)方法依賴(lài)很高。