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數(shù)控機(jī)床精度問(wèn)題論文
數(shù)控機(jī)床精度問(wèn)題論文
【摘 要】隨著社會(huì)的進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床在機(jī)械加工行業(yè)中的應(yīng)用更加廣泛，人們對(duì)其性能也不斷提出新的要求。
本文針對(duì)數(shù)控機(jī)床的精度問(wèn)題進(jìn)行探討，首先對(duì)影響機(jī)床精度的因素進(jìn)行介紹和分析，然后提出幾點(diǎn)建議，希望對(duì)數(shù)控機(jī)床的高精度化發(fā)展起到一定的指導(dǎo)作用。
【關(guān)鍵詞】數(shù)控機(jī)床;精度;探討
1.影響機(jī)床工作精度的主要因素
1.1 機(jī)床變形
影響機(jī)床變形的因素主要有兩個(gè)，一個(gè)是機(jī)床剛度，另一個(gè)是熱變形。
機(jī)床剛度指的是當(dāng)外力作用于機(jī)床時(shí)，機(jī)床所能在不變形情況下所能承受的最大力。
由于機(jī)床的工作環(huán)境比較復(fù)雜，各種機(jī)械之間的碰撞是在所難免的，如果機(jī)床剛度比較低，那么機(jī)床外部和內(nèi)部的構(gòu)件就容易在外力下發(fā)生錯(cuò)位甚至脫落，導(dǎo)致機(jī)床不能正常工作。
熱變形指的是在熱源對(duì)機(jī)床造成的影響。
這里的熱源分為兩種，一種是陽(yáng)光和環(huán)境溫度的影響，稱為外部熱源;另一種是機(jī)床內(nèi)部的電動(dòng)機(jī)、軸承摩擦等器件發(fā)出的熱量，叫做內(nèi)部熱源。
兩種熱源往往是同時(shí)作用于機(jī)床的，造成不同零件之間存在溫差。
由于每個(gè)部分的材料熱膨脹系數(shù)不同，從而造成了一些零件之間的相對(duì)位移，也會(huì)對(duì)機(jī)床的精度造成影響。
根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，數(shù)控機(jī)床一半以上的誤差都是由于在長(zhǎng)期工作中由于熱變形而造成的，這個(gè)問(wèn)題在精密機(jī)床和自動(dòng)化程度高的機(jī)床上尤其突出，所以熱變形的問(wèn)題絕對(duì)不容忽視。
1.2 機(jī)床振動(dòng)
機(jī)床在工作的過(guò)程中伴有振動(dòng)的現(xiàn)象。
這種振動(dòng)可以影響到內(nèi)部構(gòu)件之間的嚙合程度，甚至?xí)s短刀具的壽命，從而影響到加工精度。
1.3 數(shù)控系統(tǒng)性能
主要指的是數(shù)控系統(tǒng)的計(jì)算誤差、檢測(cè)裝置的檢測(cè)精度和伺服系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性等對(duì)機(jī)床的初始精度的影響。
2.提高數(shù)控機(jī)床精度的措施
2.1 修復(fù)機(jī)床導(dǎo)軌精度
現(xiàn)在數(shù)控導(dǎo)軌大部分由鋼或鑄鐵制成，在長(zhǎng)時(shí)間的工作過(guò)程中，由于導(dǎo)軌和零件的兩個(gè)接觸面之間存在不同程度的摩擦，因而會(huì)產(chǎn)生表面磨損，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)對(duì)加工精度造成影響。
如果機(jī)床導(dǎo)軌的損傷不是非常嚴(yán)重的，通常采用金屬修復(fù)材料進(jìn)行修復(fù)，在數(shù)個(gè)小時(shí)內(nèi)就可以將導(dǎo)軌劃傷不玩修復(fù)完好，節(jié)省了成本和時(shí)間。
有時(shí)也需要對(duì)加工面進(jìn)行人工刮研來(lái)保證精度。
2.2 調(diào)整主軸精度
機(jī)床工作時(shí)，由主軸固定著工件或刀具進(jìn)行工作，所以主軸對(duì)加工質(zhì)量的影響使非常重要的。
在長(zhǎng)時(shí)間的工作后，主軸的穩(wěn)定性和回轉(zhuǎn)精度難免由于震動(dòng)和摩擦出現(xiàn)誤差，所以定期修復(fù)主軸的精度十分必要的。
對(duì)于精度偏差比較嚴(yán)重的主軸要進(jìn)行拆卸，然后全面的檢查以制定修理方案。
但通常情況是對(duì)主軸軸承進(jìn)行更換、重新設(shè)定軸承的間隙和緊固相關(guān)螺絲。
調(diào)整后應(yīng)進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)，以確保調(diào)整后的主軸精度負(fù)荷要求。
例如，利用千分表和標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)棒，檢查主軸錐孔中心線和回轉(zhuǎn)中心是否相互重疊。
如果偏差較大，則必須用專用的磨頭，重新調(diào)整主軸錐孔，使其中學(xué)線和主軸的回轉(zhuǎn)中心的位置符合要求。
2.3 降低機(jī)床的本身誤差
隨著機(jī)床產(chǎn)生和發(fā)展，其自身的誤差就一直存在。
主要來(lái)自機(jī)床的工藝缺陷、機(jī)床構(gòu)件之間的傳動(dòng)誤差等。
為了降低機(jī)床各零部件在制造和安裝過(guò)程中出現(xiàn)的誤差，各國(guó)投入了大量的精力來(lái)改進(jìn)制造工藝和研究新的材料來(lái)提高機(jī)床自身的精度。
研究人員對(duì)數(shù)控機(jī)床的主軸系統(tǒng)、導(dǎo)軌、床身、工作臺(tái)等機(jī)械部件進(jìn)行靜、動(dòng)剛度、抗振性分析及拓?fù)鋬?yōu)化等研究， 以提高整臺(tái)機(jī)床的精度性能。
2.4 改善機(jī)床熱誤差
熱變形誤差的產(chǎn)生是發(fā)熱部件通過(guò)構(gòu)件間的接觸面或自身向周圍輻射傳遞熱量，從而導(dǎo)致器件變形產(chǎn)生誤差。
對(duì)熱變形誤差的方法主要通過(guò)采用新材料來(lái)減少熱源、控制熱傳遞路徑、采用新的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、控制熱源和發(fā)熱量、加強(qiáng)工作中對(duì)環(huán)境溫度的控制、提高接觸面的潤(rùn)滑以及設(shè)置輔助設(shè)備降低重要熱源的溫度等一系列措施。
2.5 采用誤差補(bǔ)償技術(shù)
利用高精度檢測(cè)設(shè)備對(duì)機(jī)床的精度進(jìn)行測(cè)量，然后尋找到誤差來(lái)源，自動(dòng)分析機(jī)床的精度狀態(tài)，然后將數(shù)據(jù)反饋到數(shù)控系統(tǒng)中系統(tǒng)進(jìn)行必要的分析后選擇合適的手段對(duì)機(jī)床參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到最佳的效果。
2.6 推進(jìn)數(shù)控技術(shù)的升級(jí)改造
當(dāng)前數(shù)控機(jī)床正向著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、高速化、高精度等方向發(fā)展，傳統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)逐漸被取代。
例如傳統(tǒng)機(jī)床的齒輪主要集中在主軸箱和變速箱中，在工作過(guò)程中容易出現(xiàn)問(wèn)題。
為了保障傳動(dòng)的精度要求，現(xiàn)在機(jī)床采用的齒輪精度都很高，在結(jié)構(gòu)上可以達(dá)到無(wú)間隙傳動(dòng)。
隨著企業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的加劇，對(duì)“高、精、尖”設(shè)備的要求也在提高，一些廠家已經(jīng)逐漸引進(jìn)新的數(shù)控設(shè)備或?qū)υ械臋C(jī)床進(jìn)行改造，如將普通精度的磨床部件進(jìn)行改裝和調(diào)整可以進(jìn)行超精度磨削加工。
結(jié)束語(yǔ)
數(shù)控機(jī)床的精度是綜合性能的反映，有時(shí)盡管用戶在購(gòu)買時(shí)機(jī)床的精度誤差比較小，但是隨著投入的時(shí)間越長(zhǎng)，設(shè)備磨損的程度越厲害，導(dǎo)致精度也會(huì)發(fā)生很大的變化，此時(shí)更換設(shè)備的話價(jià)格又往往十分昂貴。
因此，我們平時(shí)在使用機(jī)床時(shí)一定要注意對(duì)其保養(yǎng)，采用有效的方法來(lái)消除對(duì)機(jī)床精度不利的因素，使機(jī)床保持在最好的精度狀態(tài)，保證零件的加工質(zhì)量。
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