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基于【数控车床】加工精度的影响因素分析及应对策略!
来源:网络 | 作者:jiataishukong | 发布时间: 2019-11-26 | 363 次浏览 | 分享到:
随着科学技术的不断发展和创新,越来越多的先进技术和工艺应用到加工生产领域,促使生产效率和生产质量得到显著提升。数控车床作为一种前沿的加工技术,具有较高的加工水平和精度水平,对工件质量和性能具有决定性的影响。数控车床可通过计算机技术实现数字化控制,自动化水平较高,以其独特的优势被广泛应用在机械加工领域。但是,数控车床加工工艺繁琐,很容易受到客观因素影响,为机械加工埋下质量隐患。
  数控车床加工过程中,影响因素较为多样,而伺服控制方法和精度高低,将在很大程度上影响数控车床加工精度,为后续的零件加工埋下安全隐患。就数控车床加工精度来看,影响因素主要包括以下几个方面:①车床几何误差;②车刀几何参数误差;③车床热变形误差;④伺服进给系统误差;⑤刀具磨损误差。
  
  就这些车床加工精度影响因素来看,伺服进给系统误差和车刀几何参数误差是常见的因素,在一定程度上影响着部件的加工质量。当前我国的数控车床加工中,主要是通过伺服电机驱动滚珠丝杠来控制加工位置,而滚珠丝杠的传动误差,则是影响数控车床定位精度的主要因素之一。纵观当前我国的数控车床现状,主要是以闭环控制系统为主。在实际作业中,如果伺服电机丝杠反方向运动,不仅会影响到零件加工精度,还会由于空隙的出现导致数控车床空转,而这种误差很难避免[3]。受到外部作用力的影响,运动部件可能出现弹性变形现象,加剧数控车床误差问题的严重程度,无法有效控制数控车床加工精准度。
  
  数控车床在零件加工中,车刀在预设的运动轨迹来切割零件。由于车刀的偏角和圆弧半径,在加工零件时会出现一定的尺寸偏差,而轴向尺寸变化量随着圆弧半径的增加而增加。所以,在零件加工中,轴向位移长度的变化取决于轴向尺寸的调整。在数控车床的零件加工中,需要综合分析轴向尺寸和位移长度,优化编制加工流程。需要注意的是,刀尖距、圆弧半径和零件中心高等参数,将直接影响到零件加工精准度,而数控车床的使用寿命同样取决于对这些参数的把握,其重要性不言而喻。

  提升数控车床加工精度的有效措施
  
      (1)优化数控车床的总体设计
  
  在数控车床总体设计中,应该根据实际情况选择合理的生产策略,提升数控车床制造效率和精准度。从当前我国数控车床制造企业发展现状来看,主要是通过自行设计主机结构,外购关键的功能部件,这样不仅可以提升加工质量,还可以有效减少加工成本。与此同时,数控车床总体设计中需要保证变形应力均匀分配到每个部件上,这样可以避免出现刚度薄弱部件,改善车床变形问题.。
  
  对于数控车床结构重心的调整,可以根据实际要求适当的降低重心高度,在不影响到数控车床制造质量的同时,还可以增加摆动模态频率。在保证结构刚度基础上,尽可能减小结构材料用量,有效控制机床重心。为了可以有效提升数控车床加工精度,通过对主轴系统热态特性优化设计,有助于改善传统工艺中的缺陷和不足,提升主轴系统设计合理性,尽可能改善主轴漂移现象,将误差控制在合理范围内。
  
      (2)提升车床导轨几何精度
  
  数控机床在制造中,应该对床身导轨几何精度进一步优化,明确高精度发展目标,优化车床身底座和导轨结构设计。对于全功能数控车床,可以选择斜床身形式进行设计,通过封闭式筒形结构,这样可以减轻自重,优化制造工艺。通过筒形结构,促使数控机床在切削负荷下,提升床身抗弯强度和刚度,获得可观的几何精准度。通常情况下,需要综合考虑移动速度,尽可能选择负载能力较强的导轨,优化数控车床加工工艺。此外,在高负荷切削条件下,提升数控车床精度,可以根据实际情况来选择镶钢滑动导轨副结构。将注塑材料用螺栓安装在钢导轨上,有助于改善钢导轨和底座导轨的间隙,优化工艺中的缺陷和不足,提升导轨加工精度,为后续加工质量提供坚实保障。
  
      (3)误差补偿法误差补偿法
  
  作为一种有效的系统补偿手段,可以将数控车床零件加工误差控制在合理范围内,通过误差补偿来提升加工精度。通过现代化技术,在降低数控车床加工偏差的同时,还可以获得高质量和高精度的零件。采用半闭环伺服系统数控车床,受到反向偏差影响,车床重复定位精度误差难以得到有效控制,影响到加工零件的精度和质量。基于此,通过误差补偿法,可以将零件加工误差控制在合理范围内,实现对零件加工误差的有效补偿。就当前数控车床定位误差来看,大多数保持在0.02 mm左右,不具备补偿功能,借助对应硬件和软件,实现工具的准确定位,尽可能消除其中存在的间隙。
  
  在不影响数控车床低速单向定位的同时,有效对数控车床插补加工。而在这个过程中,对于反向问题,可以在确定间隙值的基础上插补处理,以此来满足零件加工需要。对于其他的数控车床,可以通过内置多个地址,用于数据的存储,实现轴反向间隙存储和补偿。改变车床轴运动方向,可以获取反向间隙值,有效补偿坐标位移,将偏差控制在合理范围内,提升工件加工精度,为后续的加工活动打下坚实基础。
  
      (4)误差防止法
  
  误差防止法是一种有效的预防方法,并非是对误差的治理,而是通过预防来避免误差的出现,或是将其控制在合理范围内。通过对机床的优化设计,综合分析可能出现的误差问题,尽可能将误差控制在合理范围内。诸如,根据加工需要来提升车床零部件的加工精度,对现有车床结构进一步优化,为后续的零件加工精度和刚度提供支持。此外,还可以对加工环境有效控制,优化加工工艺。但是需要注意的是,误差防止法同样存在一定的缺陷和不足,过分的提升数控车床精度,不仅会影响到产品质量,还会增加加工成本,不利于企业的长远生存和发展。
  
     综上所述,数控车床在生产加工中,还会受到环境、制造和材料等多种因素影响,如果未能有效控制车床施工偏差,将影响零件加工质量。因此,需要选择合理范围,对现有工艺进一步优化,改善其中存在的缺陷和不足,提升数控车床加工精度。

     上海嘉台数控机床有限公司,15年专注CNC数控车床研发、生产、销售于一体,一直坚持以创新为理念,专业为导向,高端配置为标准,做高端品牌数控机床。嘉台数控机床,引进国外进口机床先进的设计和制造技术,凭借上海工业制造的优良传统和现代信息技术,结合自身丰富的生产制造经验,与台湾合作生产多功能型数控车床,嘉台机床在功能、性能、可靠性、耐用性、成套型方面已经达到较高水平,可整体提高生产效率,深受广大用户好评。

  公司拥有按专业化格局组建的现代化零件加工、机床装配,工艺手段、装备实力处于国内同行业较高水平。是集设计、开发制造、人才于一体的数控机床专业化制造公司。在全体员工积极开拓、努力创新下,我公司的机床产品日益体现出“高强度、高精度、高效率,高配置”的特点,具备较高的投资性价比;公司设有完善的技术研发和售前、售后服务中心,能为客户提供产品开发、设计、制造、培训,调试、售后服务一条龙优质服务,机床的真正价值将会在使用中充分体现,使您获得高性价比的投资效果。

   嘉台CK系列数控车床:CK36、CK40、CK50、CK66、CK80数控车床(四工位刀架加排刀可选配)、JT-36A、JT36S升级款、JT-50A数控车床是嘉台自主开发的高精度、高性能型,选用动力刀塔时,每一刀塔可提供12支动力刀具(动力头为选配件)。产品每一款都是嘉台精心打造,高性能、通用性强的数控车床;可实现主轴提速快,整体提高机床生产效率;主要用于轴类、盘类零件的精加工和半精加工,可以加工内、外圆柱表面、锥面、车削螺纹、镗孔、铰孔以及各种曲线回转体。主轴为伺服主轴,低速主轴力矩大,适用于仪器仪表、轻工、机械、电子医疗器械及航空航天等行业的各种回转体零件的大批量高效率加工。

   嘉台JT高精密斜导轨系列数控车床: JT-30、JT-32、JT-36(排刀/刀塔可选)、JT-40、JT-50精密斜导轨车床是嘉台自主开发的高精度、高性能型斜床身。机床采用六鑫8或10工位刀架、刀夹、动力头等,刀架转位时间短、精度高、性能稳定可靠;最高转速可达4000revmin,适用于仪器仪表、电子工程、医疗器械、航空航天、汽车零件、纺织等行业的各种高精度、复杂的中、小型回转体零件的大批量高效率加工。

   嘉台JT车铣复合机床系列:JT36A、JT50A车铣复合机床是自主研发生产的一种高性能、通用性强的车铣复合机床;实现主轴提速快,整体提高机床生产效率。机床采用六鑫8工位刀架或排刀(X轴行程加大),主轴带液压刹车装置,加装二(三)轴径向或轴向伺服动力头,可实现主轴360度定位,具有侧端面钻、攻、铣功能,可一次装夹完成较复杂的零件加工,刀架转位时间短、精度高、性能稳定可靠。适用于仪器仪表、电子工程、医疗器械、航空航天、汽车零件、纺织等行业的各种高精度、复杂的中、小型回转体零件的大批量高效率加工。