數(shù)控加工中心機床影響加工精度的因素

1. 加工原理差錯

數(shù)控加工中心加工原理差錯是指采用了近似的刀刃概括或近似的傳動關系進行加工而發(fā)作的差錯。加工原理差錯多呈現(xiàn)于螺紋、齒輪、雜亂曲面加工中。

例如,數(shù)控加工中心加工漸開線齒輪用的齒輪滾刀,為使?jié)L刀制作方便,采用了阿基米德基本蝸桿或法向直廓基本蝸桿替代漸開線基本蝸桿,使齒輪漸開線齒形發(fā)作了差錯。又如車削模數(shù)蝸桿時,因為蝸桿的螺距等于蝸輪的周節(jié)(即mπ),其間 m是模數(shù),而π是一個無理數(shù),可是車床的配換齒輪的齒數(shù)是有限的,選擇配換齒輪時只能將π化為近似的分數(shù)值(π =3.1415)計算,這就將引起刀具關于工件成形運動(螺旋運動)的不精確,造成螺距差錯。

數(shù)控加工中心在加工中,一般采用近似加工,在理論差錯可以滿意加工精度要求的前提下(《=10%-15%尺度公役),來提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。

2. 調(diào)整差錯

數(shù)控加工中心機床的調(diào)整差錯是指因為調(diào)整不精確而發(fā)作的差錯。

3. 數(shù)控加工中心機床差錯

數(shù)控加工中心機床差錯是指機床的制作差錯、裝置差錯和磨損。主要包含機床導軌導向差錯、機床主軸反轉(zhuǎn)差錯、機床傳動鏈的傳動差錯。

(1)數(shù)控加工中心 機床導軌導向差錯

1)導軌導向精度--導軌副運動件實踐運動方向與抱負運動方向的符合程度。主要包含:

① 導軌在水平面內(nèi)直線度Δy和筆直面內(nèi)的直線度Δz(曲折);

②前后兩導軌的平行度(歪曲);

③ 導軌對主軸反轉(zhuǎn)軸線在水平面內(nèi)和筆直面內(nèi)的平行度差錯或筆直度差錯。

2)導軌導向精度對切削加工的影響主要考慮導軌差錯引起刀具與工件在差錯靈敏方向的相對位移。車削加工時差錯靈敏方向為水平方向,筆直方向引起的導向差錯發(fā)作的加工差錯可以疏忽;鏜削加工時差錯靈敏方向隨刀具反轉(zhuǎn)而變化;刨削加工時差錯靈敏方向為筆直方向,床身導軌在筆直平面內(nèi)的直線度引起加工外表直線度和平面度差錯。

(2)數(shù)控加工中心機床主軸反轉(zhuǎn)差錯

機床主軸反轉(zhuǎn)差錯是指實踐反轉(zhuǎn)軸線關于抱負反轉(zhuǎn)軸線的漂移。主要包含主軸端面圓跳動、主軸徑向圓跳動、主軸幾許軸線傾角搖擺。

1)主軸端面圓跳動對加工精度的影響:

①加工圓柱面時無影響;

②車、鏜端面時將發(fā)作端面與圓柱面軸線筆直度差錯或端面平面度差錯;

③加工螺紋時,將發(fā)作螺距周期差錯。

2)主軸徑向圓跳動對加工精度的影響:

①若徑向反轉(zhuǎn)差錯表現(xiàn)為其實踐軸線在y軸坐標方向上作簡諧直線運動,鏜床鏜出的孔為橢圓形孔,圓度差錯為徑向圓跳動幅值;而車床車出的孔沒什么影響;

②若主軸幾許軸線作偏疼運動,無論車、鏜都能得到一個半徑為刀尖到均勻軸線間隔的圓。

3)主軸幾許軸線傾角搖擺對加工精度的影響:

①幾許軸線相關于均勻軸線在空間成必定錐角的圓錐軌跡,從各截面看相當于幾許軸心繞均勻軸心作偏疼運動,而從軸向看遍地偏疼值不同;

②幾許軸線在某一平面內(nèi)作搖擺,從各截面看相當于實踐軸線在一平面內(nèi)作簡諧直線運動,而從軸向看遍地跳動幅值不同;

③實踐上主軸幾許軸線的傾角搖擺為上述兩種的疊加。

(3)數(shù)控加工中心機床傳動鏈的傳動差錯

數(shù)控加工中心機床傳動鏈的傳動差錯是指傳動鏈中首末兩頭傳動元件之間的相對運動差錯。

1)夾具的制作差錯和磨損

夾具的差錯主要指:

①定位元件、刀具導向元件、分度機構、夾具體等的制作差錯;

②夾具裝配后,以上各種元件作業(yè)面間的相對尺度差錯;

③夾具在使用過程中作業(yè)外表的磨損。

2)刀具的制作差錯和磨損

刀具差錯對加工精度的影響根據(jù)刀具的種類不同而異。

①定尺度刀具(如鉆頭、鉸刀、鍵槽銑刀及圓拉刀等)的尺度精度直接影響工件的尺度精度。

②成型刀具(如成型車刀、成型銑刀、成型砂輪等)的形狀精度將直接影響工件的形狀精度。

③展成刀具(如齒輪滾刀、花鍵滾刀、插齒刀具等)的刀刃形狀差錯會影響加工外表的形狀精度。

④一般刀具(如車刀、鏜刀、銑刀),其制作精度對加工精度無直接影響,但刀具易磨損。

3)工藝體系受力變形

工藝體系在切削力、夾緊力、重力和慣性力等效果下會發(fā)作變形,從而破壞了已調(diào)整好的工藝體系各組成部分的相互位置關系,導致加工差錯的發(fā)作,并影響加工過程的穩(wěn)定性。主要考慮機床變形、工件變形以及工藝體系的總變形。

4. 數(shù)控加工中心切削力對加工精度的影響

只考慮數(shù)控加工中心機床變形,對加工軸類零件來講,機床受力變形使加工工件呈兩頭粗、中心細的鞍形,即發(fā)作圓柱度差錯。只考慮工件變形,對加工軸類零件來講,工件受力變形使加工后工件呈兩頭細、中心粗的鼓形。而對加工孔類零件來講,單獨考慮機床或工件的變形,加工后工件的形狀與加工的軸類零件相反。

5. 夾緊力對加工精度的影響

工件裝夾時,因為工件剛度較低或夾緊力著力點不當,使工件發(fā)作相應的變形,造成的加工差錯。

6. 工藝體系的熱變形

在加工過程中,因為內(nèi)部熱源(切削熱、摩擦熱)或外部熱源(環(huán)境溫度、熱輻射)產(chǎn)熱使工藝體系受熱而發(fā)作變形,從而影響加工精度。在大型工件加工和精細加工中, 工藝體系熱變形引起的加工差錯占加工總差錯的40%-70%。

工件熱變形對加工金的的影響包含工件均勻受熱和工件不均勻受熱兩種。

7. 工件內(nèi)部的剩余應力

剩余應力的發(fā)作:

1)毛胚制作和熱處理過程中發(fā)作的剩余應力;

2)冷校直帶來的剩余應力;

3)切削加工帶來的剩余應力。

8. 加工現(xiàn)場環(huán)境影響

加工現(xiàn)場往往有許多細微金屬屑,這些金屬屑假如存在與零件定位面或定位孔位置就會影響零件加工精度,關于高精度加工,一些細微到目視不到的金屬屑都會影響到精度。這個影響因素會被識別出來但并無十分到位的方法來根絕,往往對操作員的作業(yè)方法依賴很高。