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立式数控机床的精度是由哪些因素决定的?

更新时间:2020-02-24 点击数:504

立式数控加工中心机床的精度由哪些因素决定的?


数控机床的精度的高低直接决定了加工的成品率,高精度的机床对降低不良产品、减少生产物料损耗起到了至关重要的作用,机床的精度是衡量机床性能的一项重要指标。那么影响数控机床精度的因素很多,机床本身的精度是一个主要因素,数控立式加工中心的精度由哪些因素决定的呢?

一、数控加工中心加工中的精度问题
  
  1.1 位置的误差对加工精度的影响
  
  位置误差指的是:加工后零件的实际表面、轴线或对称平面之间的相互位置相对于其理想位置的变动量或偏离程度,如垂直度、位置度、对称度等。加工中心产生位置误差的原因主要在零件加工时由于传动时产生的间隙和弹性变形所导致加工误差,以及在加工中机床的刀头需要克服摩擦力等因素导致产生位置误差。在开环系统中位置精度受到的影响是很大的,而在闭环随动系统中,则主要取决于位移检测装置的精度和系统的速度放大系数,一般影响较小。
  
  1.2 几何误差所导致的加工精度的误差
  
  加工中心加工中由于刀具和夹具在受外力和加工中产生的热量等外界因素的影响下,机床的几何精度受到影响,机床上加工的零部件产生几何变形,从而导致产生几何误差。据研究,产生几何误差的主要原因无外乎以下两种:内部因素和外部因素。机床产生几何误差的内部因素指机床本身的因素导致的几何误差,如机床的工作台面的水平度、机床导轨的水平程度和直线度、机床刀具和夹具的几何准确程度等。外部因素主要是指在外部环境和加工过程中的热变形等因素影响下产生的几何误差,如刀具或零部件在切削过程中,由于受热膨胀、变形,从而产生几何误差,影响了加工中心的加工精度和零部件的加工精度。
  
  1.3 机床定位所导致的加工精度误差
  
  通过长期的零部件加工的数据分析和实践操作可以看出,机床定位对于数控加工中心的加工精度有着较大影响。加工中心的加工误差,从结构上看,多由定位精度引起,其中机床的进给系统是影响定位精度的主要环节。加工中心的进给系统通常由机械传动系统和电气控制系统两部分组成,定位精度与结构设计中的机械传动系统有关。

  二、提高加工精度的有效方法
  在数控加工中心的加工过程中,所加工的零部件的精度就直接影响着产品的质量,部分机械零部件和精密设备的零部件对加工精度的要求非常高,提高加工中心的加工精度是解决问题的关键。可以通过广泛的研究与分析得出,提高加工中心的加工精度的方法大致有以下几种:
  
  2.1 可以通过控制加工中心的原始误差提高加工精度
  
  加工中心加工过程中,误差本身是不可避免的,被加工零件与加工中心之间存在必然的误差, 把这种一定存在的误差称为原始误差。
  
  要提高加工精度,控制加工中心的原始误差是重要方法之一。针对产生原始误差的可能性要进行系统的分析,根据误差产生的原因和误差类型要制定相应的改进措施。机械零件在加工过程中,加工中心的位置精度、几何精度对零部件的加工精度有着重要影响,要通过位置控制和几何精度控制来减少位置误差和几何误差对零件的影响。对于加工过程中产生的变形误差,就要用风冷、水冷等方法控制加工过程中的热变形,减少热变形误差带来的加工精度影响。同时对于位置误差,要合理选择适合零件材质的刀具,避免刀具变形,同时根据被加工零件的胚料形状选择合理的夹具, 有必要的情况下要针对零部件的形状尺寸专门设计夹具,避免产生位置误差。
  
  2.2 合理设计加工中心核心部件来避免定位误差
  
  机床的定位精度对零部件的精度有着重要影响,影响机床定位精度的核心部件,进给系统、导轨、工作台面等的直线度、水平度等。在设计数控加工中心时就要合理的选择核心部件了,例如在选择在机床中被广泛使用的滚珠丝杠时,就应当充分考虑滚珠丝杠的精度、选取和安装比较成熟的滚珠丝杠技术。滚珠丝杠的支撑同样不可忽视,滚珠丝杠的支撑与系统的传动精度密切相关,滚珠丝杠的支撑它主要由轴向载荷和回转速度决定的,对数控车床的加工精度有重要影响,通常选用高精度的固定和支撑方式。并且设计过程中应严格对滚珠丝杠的承载能力要进行相关校核。
  
  2.3 通过实时监控技术来有效的提高数控加工中心的加工精度
  
  数控技术不断提高,对加工中心进行加工过程全程实时监控,来及时调整加工过程中的误差,并对加工过程中的每一个环节中的误差数据来进行采集,并反馈至控制终端,并通过误差数据采取相应的误差补偿机制,进行及时的误差补偿,就能够有效提高零件的加工精度。