數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)對加工精度的影響及對策

時間:2022-03-13 02:44:43

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數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)對加工精度的影響及對策

摘要:隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,數(shù)控加工技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用,而數(shù)控機(jī)床的穩(wěn)定運(yùn)行及精度是對加工零件精度起到了關(guān)鍵的作用。本文從數(shù)控機(jī)床機(jī)構(gòu)方面進(jìn)行分析,提出了保證機(jī)床精度的措施,具有一定的理論研究及實(shí)際應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床工藝;零件加工;應(yīng)用分析

數(shù)控加工技術(shù)融合了精密機(jī)械、電子技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、自動控制技術(shù)以及計算機(jī)技術(shù)等多種學(xué)科,通過數(shù)控裝備的發(fā)展也可以促進(jìn)儀器設(shè)計智能化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化[1];而數(shù)控機(jī)床加工工藝的發(fā)展更能促進(jìn)產(chǎn)品的整體設(shè)計水平和設(shè)計質(zhì)量,提高零件加工的應(yīng)用效果。

1數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的加工方式相比較,數(shù)控加工技術(shù)不僅具有新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備,而且也能夠?qū)崿F(xiàn)完整的現(xiàn)代化機(jī)械制造,而且數(shù)控技術(shù)可以有效解決零件品種復(fù)雜多樣、批量小、高精度加工的問題,也能夠提高自動化加工的質(zhì)量與水平,通過數(shù)控技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化精度化生產(chǎn),保證整個機(jī)械制造行業(yè)同步增長。1.1超精密化。與傳統(tǒng)的機(jī)械加工相比較來看,超精密數(shù)控機(jī)床一般具有高速度、高精密的特點(diǎn),能夠加工復(fù)雜零部件,加工一致性好,能夠保證工件的加工精度。1.2高智能化。在傳統(tǒng)的機(jī)械加工過程中,往往依靠工人自己的經(jīng)驗(yàn)和手感進(jìn)行操作,對產(chǎn)品質(zhì)量的一致性、穩(wěn)定性難以保證?,F(xiàn)在,數(shù)控機(jī)床依托數(shù)字控制技術(shù),能保證產(chǎn)品加工的一致性[2-3];同時,還能通過集成機(jī)器人、傳感器、軟件及網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動化、智能化的生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化智能制造,從而不僅能夠提高整個加工效率,也能保證機(jī)械加工的質(zhì)量。1.3信息化。通過數(shù)控機(jī)床能夠?qū)崿F(xiàn)智能化的操控,一方面在加工的過程中,必須要針對各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行輸入與控制,提高信息處理的效率和質(zhì)量,也要保證在信息技術(shù)不斷發(fā)展的過程中,提高信息化的處理速度[4]。另一方面,數(shù)控機(jī)床通過物聯(lián)網(wǎng)計算機(jī)軟件、數(shù)據(jù)庫等技術(shù),構(gòu)建智能制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES),實(shí)現(xiàn)車間級及企業(yè)級的數(shù)字化管理,提升管理效益。

2數(shù)控機(jī)床對加工精度的影響

由于當(dāng)前我國工業(yè)化水平比較落后,數(shù)控技術(shù)還存在許多的問題,尤其是機(jī)床結(jié)構(gòu)、加工工藝、工裝夾具、刀具性能等方面,造成產(chǎn)品的加工精度不高,產(chǎn)品總體質(zhì)量不高。本文從機(jī)床結(jié)構(gòu)方面分析,主要存在以下影響加工精度的因素。2.1機(jī)床結(jié)構(gòu)不盡合理。在機(jī)床加工的過程中,機(jī)床本體結(jié)構(gòu)的不合理會導(dǎo)致受力、抗震、運(yùn)行精度等方面受到較大的影響,從未影響整體加工質(zhì)量。另外,加工熱量傳遞導(dǎo)致機(jī)床各部件溫差較大,溫度變化不規(guī)律,會使得刀具與工件之間的相對位置發(fā)現(xiàn)了變化,造成坐標(biāo)位置的變化,從而對于零件的加工精度難以保證[5]。2.2支撐結(jié)構(gòu)不夠優(yōu)化。傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床大多采用四點(diǎn)或者六點(diǎn)支撐,但在實(shí)際應(yīng)用中,由于受力、震動等原因,可能會導(dǎo)致某支撐點(diǎn)不能起到有效的支撐,從而導(dǎo)致其余支撐點(diǎn)承受載荷發(fā)生了變化,并且處于不平衡支撐,影響機(jī)床運(yùn)行精度。2.3傳動系統(tǒng)精度不夠數(shù)控機(jī)床的傳動系統(tǒng)相對于普通機(jī)床來看,采用了伺服電機(jī),大幅度減少了傳動鏈,傳動精度較普通機(jī)床有了大幅提升[6]。但在實(shí)際使用中,對于同步帶、滾珠絲杠等傳動部件,仍然存在一定的誤差,從而影響工件或者刀具的定位精度。

3提升數(shù)控機(jī)床精度的主要措施

根據(jù)筆者針對數(shù)控機(jī)床加工精度影響的因素進(jìn)行分析,可以發(fā)現(xiàn),要想提高數(shù)控機(jī)床的加工精度,除了需要依靠機(jī)床本身之外,更需要的還是在機(jī)床加工過程中,必須要保證整體的加工策略符合加工工藝的實(shí)際要求。3.1優(yōu)化數(shù)控機(jī)床的本體結(jié)構(gòu)。數(shù)控機(jī)床的機(jī)械本體結(jié)構(gòu)對機(jī)床長期的運(yùn)行具有重要作用。在設(shè)計數(shù)控機(jī)床機(jī)械本體時,可以借助現(xiàn)代的設(shè)計方法及工具,采用有限元設(shè)計與分析、數(shù)字化設(shè)計與虛擬仿真等,只有通過計算機(jī)模擬機(jī)械本體在加工過程中受到的切削力、震動以及受熱分布等,才能從機(jī)床結(jié)構(gòu)上提高剛性、抗震性、熱穩(wěn)定性,從而才能保證加工的整體精度及質(zhì)量[7]。另外,特別對于主軸單元,要確保主軸軸承及其支撐的精度,才能確保高速運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性及精度。3.2優(yōu)化數(shù)控機(jī)床的支撐部件。數(shù)控機(jī)床的支撐對于機(jī)床的穩(wěn)定運(yùn)行起到關(guān)鍵的作用。良好的支撐結(jié)構(gòu)可以有效的減少機(jī)床在高速加工中的震動現(xiàn)象。在現(xiàn)代設(shè)計中,可以根據(jù)機(jī)床切削力大小及方向,盡量采用三點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)、選擇合理的支撐點(diǎn)、降低機(jī)床重心等手段,提升機(jī)床支撐效果。3.3提高數(shù)控機(jī)床的傳動精度數(shù)控機(jī)床的傳動精度對于保證加工質(zhì)量具有重要的意義。現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床一般采用閉環(huán)或者半閉環(huán)結(jié)構(gòu),但在實(shí)際使用中,對于傳動中的滾珠絲杠、導(dǎo)軌、同步帶等部件,仍然存在磨損及傳動誤差[8]。為了提高數(shù)控機(jī)床的傳動精度,可以通過使用高精度等級的傳動絲杠、高耐磨性高精度的導(dǎo)軌,同時采用閉環(huán)的位置檢測進(jìn)行傳動補(bǔ)償。當(dāng)然,從機(jī)床結(jié)構(gòu)方面能保證機(jī)床穩(wěn)定運(yùn)行及精度,但在使用過程中,還必須提高操作者的個人素質(zhì)。只有規(guī)范的操作、定期的維護(hù)保養(yǎng),才能長期保證數(shù)控機(jī)床的穩(wěn)定運(yùn)行及加工精度。

4結(jié)語

本文通過對于數(shù)控機(jī)床在實(shí)際應(yīng)用中存在的影響加工精度的問題,對機(jī)床本體結(jié)構(gòu)、支撐結(jié)構(gòu)及傳動系統(tǒng)進(jìn)行了分析,并提出了針對性的解決措施,從而才能確保機(jī)床的穩(wěn)定運(yùn)行及加工精度,對于國家加工制造業(yè)的發(fā)展起到了積極的作用。

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作者:李進(jìn)東 單位:四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院