新聞中心
當(dāng)前位置: 網(wǎng)站首頁 » 新聞中心

數(shù)控車床加工精度優(yōu)化方案

發(fā)布時間:2022-06-30   點(diǎn)擊率:1019

隨著科技的發(fā)展,機(jī)械在人們生活中出現(xiàn)的頻率越來越高,人們生活的各領(lǐng)域都有數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用。與普通車床相比較數(shù)控車床在加工精度、作業(yè)效率、自動化程度等方面具有明顯的優(yōu)勢。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,對零件加工精度的要求也越來越高。在實(shí)際加工生產(chǎn)中,數(shù)控機(jī)床還不能完全發(fā)揮它的性能,在高精度工件加工上還存在許多不足,想要滿足人們對工件加工的精度要求,就需要弄清楚影響數(shù)控車床加工精度的因素,并針對這些因素做出相應(yīng)的優(yōu)化方案。

1、概述


1.1數(shù)控車床的工作原理


在普通車床的機(jī)床本體基礎(chǔ)上加入CNC系統(tǒng)(計算機(jī)數(shù)字化控制系統(tǒng))形成一種新的車床就是數(shù)控車床,其融合了多項先進(jìn)科學(xué)技術(shù),具有加工精度高、作業(yè)效率高、自動化程度高等優(yōu)點(diǎn),目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工行業(yè)。數(shù)控車床的工作原理與傳統(tǒng)車床不同,它是通過數(shù)控設(shè)備對實(shí)際要加工零件進(jìn)行描述和編織語言,傳輸?shù)接嬎銠C(jī)控制系統(tǒng)中去,再進(jìn)行操作,該流程通過數(shù)字傳輸設(shè)備、CNC裝置、控制面板等去完成,其工作過程為:工作人員先將待加工零件裝置在機(jī)床本體的卡具上;工作人員將待加工零件需要加工的要求(加工形狀、尺寸和精度等)通過控制面板輸入到CNC系統(tǒng)中;工作人員在CNC系統(tǒng)中繪制出零件需要加工的信息(刀具移動軌跡及其他相關(guān)信息);以上信息通過CNC裝置轉(zhuǎn)化為代碼記錄在程序中,之后再傳輸?shù)綌?shù)控系統(tǒng)中[2];傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)中的信息通過PLC系統(tǒng)進(jìn)行譯碼和運(yùn)算,然后傳出指令,下發(fā)給電氣回路、主軸伺服裝置及其他輔助裝置等;CNC系統(tǒng)中的各裝置將帶動機(jī)床進(jìn)行工作(依據(jù)之前錄入和轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)),從而加工出符合要求的零件。


1.2數(shù)控車床的特點(diǎn)


與傳統(tǒng)機(jī)床相比較數(shù)控車床加入了CNC系統(tǒng),在各方面工作中數(shù)控車床零件加工具有明顯優(yōu)勢。主要體現(xiàn)在四點(diǎn):①加工精度高。數(shù)控車床在傳統(tǒng)車床的基礎(chǔ)上加入了CNC控制系統(tǒng),該系統(tǒng)的精準(zhǔn)度很高,可以為機(jī)械零件加工提供穩(wěn)定性和一致性保障。②加工深度高。CNC控制系統(tǒng)可以通過匯編多種程序?qū)崿F(xiàn)多個坐標(biāo)聯(lián)動的功能,因此可以加工出形狀更加復(fù)雜的機(jī)械零件[3]。③提高工作效率。該系統(tǒng)可以通過改變輸入程序去控制不同的加工零件,這種系統(tǒng)可以節(jié)省零件的計算評估時間,從而提高工作效率。④自動化程度高。數(shù)控車床加工零件的效率時傳統(tǒng)車床的好幾倍,其自動化程度高,在零件加工上能夠批量進(jìn)行,提高了工作效率減少了工作人員的工作強(qiáng)度。


2、影響數(shù)控車床加工精度的因素


2.1伺服系統(tǒng)


伺服系統(tǒng)可以精準(zhǔn)的跟隨或復(fù)制車床工作的某一過程,因此還被稱為隨動系統(tǒng)、反饋控制系統(tǒng)等,是整個數(shù)控車床系統(tǒng)的中樞系統(tǒng)。車床的零部件加工工作就是伺服系統(tǒng)通過驅(qū)動機(jī)床部件來完成的,而零件的加工精度也是由伺服系統(tǒng)控制的(由其自身的電機(jī)驅(qū)動絲杠的傳動精度決定)。在實(shí)際的加工工作中,數(shù)控車床多使用閉環(huán)控制伺服進(jìn)給系統(tǒng),該系統(tǒng)在傳遞信號之后絲杠會發(fā)生反向運(yùn)轉(zhuǎn),從而會出現(xiàn)短時間的空轉(zhuǎn)狀況??辙D(zhuǎn)狀況會引起反向間隙誤差,進(jìn)而會對零件加工精度造成影響[4]。


2.2刀具參數(shù)


數(shù)控車床通過程序控制的刀具對零件進(jìn)行加工完成產(chǎn)品的切削。在實(shí)際工作中,切削棒料零件的車刀軸線不是固定的,會產(chǎn)生一定程度的變化,從而導(dǎo)致刀尖圓弧半徑變大,切削產(chǎn)品的偏差也就越大。這些變化會導(dǎo)致軸線尺寸變大、車床刀的主偏角變小等。如果這些偏差不被及時糾正,就會導(dǎo)致偏差越來越嚴(yán)重。因此,在CNC控制系統(tǒng)中設(shè)置刀具參數(shù)時,要實(shí)事求是,在遵循軸向尺寸變化規(guī)律的基礎(chǔ)上設(shè)定合理的軸向位移長度、刀尖圓弧半徑和主偏角等全面分析車刀的各項參數(shù)[5]。在進(jìn)行程序編程之前要清楚待加工產(chǎn)品的特性,對刀具軸線偏差進(jìn)行科學(xué)的分析與修正,從而完成理想的零件加工。


2.3切削用量的選擇


切削速度、切削深度和進(jìn)給量這三者被稱為切削三要素,即切削用量;這三個因素直接影響到零件加工的精度和表面粗糙程度。在零件加工的初級階段,大多選擇較大的背吃刀量來提高效率,但是背吃刀量越大切削力就越大,這種切削用量容易造成刀具和零件的損壞,對產(chǎn)品的加工精度造成很大的影響。在零件的精加工階段,對工件的精度要求更加嚴(yán)格,所以該階段要選擇較快的切削速度和較小的進(jìn)給量,同時還要根據(jù)實(shí)際的背吃刀量預(yù)留出適當(dāng)?shù)木扔嗔俊?/span>


3、數(shù)控車床加工精度的優(yōu)化方案


3.1誤差改進(jìn)方法


誤差對數(shù)控機(jī)床加工產(chǎn)品的精度具有很大的影響,想要提高加工產(chǎn)品的精度,就一定要善于利用誤差補(bǔ)償法,即在系統(tǒng)的補(bǔ)償功能基礎(chǔ)上,將軟件和硬件進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,補(bǔ)償已經(jīng)存在的坐標(biāo)軸,以此來提高加工零件的精度。如果在半閉環(huán)伺服系統(tǒng)中出現(xiàn)誤差問題,最好的解決辦法是使用反向偏差補(bǔ)償法來消除潛在誤差和提高定位精度。反向偏差補(bǔ)償法與誤差補(bǔ)償法是不同的,它是在機(jī)床工作過程中,盡量縮減零件的誤差和潛伏誤差,把總的誤差縮減在一個可控的范圍內(nèi),如圖2所示為半閉環(huán)控制系統(tǒng)工作原理[6]。但是,該方法與誤差補(bǔ)償法相比費(fèi)用較高,因此,還需要不斷的創(chuàng)新與發(fā)展,以求達(dá)到低成本、低誤差、高精度的加工過程。圖2半閉環(huán)控制系統(tǒng)工作原理


3.2重視對車床機(jī)控的維護(hù)


數(shù)控車床的工作原理是通過內(nèi)置的CNC控制系統(tǒng)對信息進(jìn)行加工處理,通過變換程序和主軸更換刀具完成產(chǎn)品的加工,屬于機(jī)電一體化產(chǎn)品。因此,機(jī)床需要時常進(jìn)行檢查,在重要部位進(jìn)行油位和潤滑,同時還需要定期進(jìn)行濾網(wǎng)清理、精度調(diào)整等工作。而且,數(shù)控車床不宜長時間閑置,該機(jī)床是通過計算機(jī)進(jìn)行控制的,與電氣系統(tǒng)和機(jī)床系統(tǒng)有著密切關(guān)聯(lián),如果長時間沒有作業(yè),系統(tǒng)的插頭接觸、電池等容易出現(xiàn)問題,再次使用時可能需要進(jìn)行更換才能正常工作。


3.3抑制伺服系統(tǒng)的誤差


伺服系統(tǒng)是整個數(shù)控車床系統(tǒng)的中樞系統(tǒng),在車床加工中具有重要的作用,它出現(xiàn)問題后會直接影響到工件加工的精準(zhǔn)度[7]。因此,在數(shù)控機(jī)床的工作過程中一定要重視伺服系統(tǒng)的誤差問題??梢詮囊韵聝蓚€方面進(jìn)行優(yōu)化:從車床開始的設(shè)計環(huán)節(jié)就要引起重視,驅(qū)動裝置要采用動態(tài)性能好的,良好的動態(tài)性能可以增強(qiáng)伺服裝置的抗壓水平和、抗載能力等,盡可能的縮減了伺服系統(tǒng)產(chǎn)生的誤差可能性;伺服裝置設(shè)置好之后,要對CNC控制系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。


3.4防止熱變形誤差


隨著現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展,生產(chǎn)制造業(yè)對機(jī)床加工的精度要求也越來越高,而影響數(shù)控車床質(zhì)量的一個重要因素之一就是熱加工。在機(jī)床工作過程中,當(dāng)工件的精準(zhǔn)度越高時,往往受熱誤差的影響越高。熱誤差是由機(jī)床的零部件軸承和馬達(dá)由于工作受溫或者其他零部件的摩擦接觸所產(chǎn)生的,同時機(jī)床零部件的摩擦?xí)?dǎo)致周圍部件產(chǎn)生變形。我國現(xiàn)代制造業(yè)相對于發(fā)達(dá)國家來說發(fā)展緩慢,人們對數(shù)控機(jī)床的熱誤差認(rèn)識不夠,因此在日常生產(chǎn)中多會出現(xiàn)熱誤差。想要減少熱誤差的產(chǎn)生,就要從控制熱源開始,可以通過建造冷卻回路來控制溫差,減少熱量的產(chǎn)生和傳播。


3.5優(yōu)化床身導(dǎo)軌的幾何精度


隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展,數(shù)控車床的加工精度和效率都得到了改善。數(shù)控車床的性能和機(jī)構(gòu)也隨著科技的發(fā)展在進(jìn)一步的更新,同時也對車床底座鑄件的重量、導(dǎo)軌精度等提出了更高的要求。主要表現(xiàn)在以下兩個方面:全新的數(shù)控車床需要更加靈活的斜床造型來支撐,傳統(tǒng)的復(fù)雜鑄件無法完成;企業(yè)要確保數(shù)控車床運(yùn)行的穩(wěn)定性,不斷提高數(shù)控車床的抗彎水平和抗扭水平。


4、結(jié)語


隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)控車床加工技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛,生產(chǎn)制造業(yè)對機(jī)床加工的精度要求也越來越高,零件加工的精度與質(zhì)量受數(shù)控車床技術(shù)的多方面影響[8],相對于普通車床技術(shù)來說,在精度和質(zhì)量上已經(jīng)有所提高。但是,數(shù)控車床技術(shù)在工件精度加工方面還存在一些問題,只有將這些影響車床加工零件精度的因素抑制住,才可以提高數(shù)控車床加工技術(shù)的精度和質(zhì)量,從而提高企業(yè)在市場中的競爭力,促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)增長。


??
棗莊市滕東數(shù)控機(jī)床有限公司 版權(quán)所有 魯ICP備19055658號-1
地址:山東省滕州市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū) DMOZ目錄
當(dāng)前您是第
為客戶!
在線客服
在線客服

魯公網(wǎng)安備 37040602006032號