立式數(shù)控機床的精度是由哪些因素決定的？

2022-05-10

　　數(shù)控機床的精度的高低直接決定了加工的成品率，高精度的機床對降低不良產(chǎn)品、減少生產(chǎn)物料損耗起到了至關(guān)重要的作用，機床的精度是衡量機床性能的一項重要指標(biāo)。那么影響數(shù)控機床精度的因素很多，機床本身的精度是一個主要因素，數(shù)控立式加工中心的精度由哪些因素決定的呢?

　　一、數(shù)控加工中心加工中的精度問題

　　1.1 位置的誤差對加工精度的影響

　　位置誤差指的是：加工后零件的實際表面、軸線或?qū)ΨQ平面之間的相互位置相對于其理想位置的變動量或偏離程度，如垂直度、位置度、對稱度等。加工中心產(chǎn)生位置誤差的原因主要在零件加工時由于傳動時產(chǎn)生的間隙和彈性變形所導(dǎo)致加工誤差，以及在加工中機床的刀頭需要克服摩擦力等因素導(dǎo)致產(chǎn)生位置誤差。在開環(huán)系統(tǒng)中位置精度受到的影響是很大的，而在閉環(huán)隨動系統(tǒng)中，則主要取決于位移檢測裝置的精度和系統(tǒng)的速度放大系數(shù)，一般影響較小。

　　1.2 幾何誤差所導(dǎo)致的加工精度的誤差

　　加工中心加工中由于刀具和夾具在受外力和加工中產(chǎn)生的熱量等外界因素的影響下，機床的幾何精度受到影響，機床上加工的零部件產(chǎn)生幾何變形，從而導(dǎo)致產(chǎn)生幾何誤差。據(jù)研究，產(chǎn)生幾何誤差的主要原因無外乎以下兩種：內(nèi)部因素和外部因素。機床產(chǎn)生幾何誤差的內(nèi)部因素指機床本身的因素導(dǎo)致的幾何誤差，如機床的工作臺面的水平度、機床導(dǎo)軌的水平程度和直線度、機床刀具和夾具的幾何準(zhǔn)確程度等。外部因素主要是指在外部環(huán)境和加工過程中的熱變形等因素影響下產(chǎn)生的幾何誤差，如刀具或零部件在切削過程中，由于受熱膨脹、變形，從而產(chǎn)生幾何誤差，影響了加工中心的加工精度和零部件的加工精度。

　　1.3 機床定位所導(dǎo)致的加工精度誤差

　　通過長期的零部件加工的數(shù)據(jù)分析和實踐操作可以看出，機床定位對于數(shù)控加工中心的加工精度有著較大影響。加工中心的加工誤差，從結(jié)構(gòu)上看，多由定位精度引起，其中機床的進給系統(tǒng)是影響定位精度的主要環(huán)節(jié)。加工中心的進給系統(tǒng)通常由機械傳動系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)兩部分組成，定位精度與結(jié)構(gòu)設(shè)計中的機械傳動系統(tǒng)有關(guān)。

　　二、提高加工精度的有效方法

　　在數(shù)控加工中心的加工過程中，所加工的零部件的精度就直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，部分機械零部件和設(shè)備的零部件對加工精度的要求非常高，提高加工中心的加工精度是解決問題的關(guān)鍵。可以通過廣泛的研究與分析得出，提高加工中心的加工精度的方法大致有以下幾種：

　　2.1 可以通過控制加工中心的原始誤差提高加工精度

　　加工中心加工過程中，誤差本身是不可避免的，被加工零件與加工中心之間存在必然的誤差，把這種一定存在的誤差稱為原始誤差。

　　要提高加工精度，控制加工中心的原始誤差是重要方法之一。針對產(chǎn)生原始誤差的可能性要進行系統(tǒng)的分析，根據(jù)誤差產(chǎn)生的原因和誤差類型要制定相應(yīng)的改進措施。機械零件在加工過程中，加工中心的位置精度、幾何精度對零部件的加工精度有著重要影響，要通過位置控制和幾何精度控制來減少位置誤差和幾何誤差對零件的影響。對于加工過程中產(chǎn)生的變形誤差，就要用風(fēng)冷、水冷等方法控制加工過程中的熱變形，減少熱變形誤差帶來的加工精度影響。同時對于位置誤差，要合理選擇適合零件材質(zhì)的刀具，避免刀具變形，同時根據(jù)被加工零件的胚料形狀選擇合理的夾具，有必要的情況下要針對零部件的形狀尺寸專門設(shè)計夾具，避免產(chǎn)生位置誤差。

　　2.2 合理設(shè)計加工中心核心部件來避免定位誤差

　　機床的定位精度對零部件的精度有著重要影響，影響機床定位精度的核心部件，進給系統(tǒng)、導(dǎo)軌、工作臺面等的直線度、水平度等。在設(shè)計數(shù)控加工中心時就要合理的選擇核心部件了，例如在選擇在機床中被廣泛使用的滾珠絲杠時，就應(yīng)當(dāng)充分考慮滾珠絲杠的精度、選取和安裝比較成熟的滾珠絲杠技術(shù)。滾珠絲杠的支撐同樣不可忽視，滾珠絲杠的支撐與系統(tǒng)的傳動精度密切相關(guān)，滾珠絲杠的支撐它主要由軸向載荷和回轉(zhuǎn)速度決定的，對數(shù)控車床的加工精度有重要影響，通常選用高精度的固定和支撐方式。并且設(shè)計過程中應(yīng)嚴(yán)格對滾珠絲杠的承載能力要進行相關(guān)校核。

　　2.3 通過實時監(jiān)控技術(shù)來有效的提高數(shù)控加工中心的加工精度

　　數(shù)控技術(shù)不斷提高，對加工中心進行加工過程全程實時監(jiān)控，來及時調(diào)整加工過程中的誤差，并對加工過程中的每一個環(huán)節(jié)中的誤差數(shù)據(jù)來進行采集，并反饋至控制終端，并通過誤差數(shù)據(jù)采取相應(yīng)的誤差補償機制，進行及時的誤差補償，就能夠有效提高零件的加工精度。