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數(shù)控車(chē)床加工精度影響因素探究

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數(shù)控車(chē)床加工精度影響因素探究

摘要:數(shù)控車(chē)床,為目前應(yīng)用比較廣泛的一種數(shù)控機(jī)床,在指揮機(jī)床加工零件中適用性高,做好功能為切槽、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔以及鏜孔等,且具有高性能、高精度、低噪音等特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然,受到一些因素的影響,也易使數(shù)控車(chē)床加工精度降低。因此,本文以數(shù)控車(chē)床加工作業(yè)原理為切入點(diǎn),進(jìn)一步分析數(shù)控車(chē)床加工精度的相關(guān)影響因素,并提出數(shù)控車(chē)床加工精度提高措施,希望以此促進(jìn)數(shù)控車(chē)床加工精度的全面提高。

關(guān)鍵詞:數(shù)控車(chē)床;加工精度;影響因素;提高措施

0引言

數(shù)控機(jī)床為先進(jìn)的機(jī)械加工設(shè)備之一,在各行業(yè)產(chǎn)品精加工生產(chǎn)作業(yè)中,發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。目前市場(chǎng)推廣應(yīng)用的數(shù)控車(chē)床加工效率頗高,且精準(zhǔn)度也頗高,能夠?yàn)橄嚓P(guān)行業(yè)生產(chǎn)效益的提高提供有效幫助。然而,隨著加工生產(chǎn)工藝要求越來(lái)越高,同時(shí)受到相關(guān)因素的影響,如伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)因素、車(chē)刀控制因素等[1]。為了提高數(shù)控車(chē)床加工精度,鑒于此,本文圍繞數(shù)控車(chē)床加工精度的影響因素及提高措施進(jìn)行分析。

1數(shù)控車(chē)床加工作業(yè)原理概述

基于數(shù)控車(chē)床加工期間,主要以各類(lèi)形狀要求為依據(jù),然后針對(duì)相關(guān)工件進(jìn)行加工處理。與此同時(shí),在數(shù)控車(chē)床當(dāng)中,一般進(jìn)行了若干個(gè)工作工位及多功能加工區(qū)域的配備,主要優(yōu)勢(shì)為:其一,加工范圍廣;其二,可實(shí)現(xiàn)大量加工作業(yè);其三,可發(fā)揮復(fù)雜加工及補(bǔ)償加工功能,進(jìn)而使工件加工作業(yè)的便捷性及高效性得到有效提升[2]。從數(shù)控車(chē)床加工作業(yè)原理層面分析,數(shù)控車(chē)床利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械控制技術(shù),加上傳感裝置、控制裝置、動(dòng)力裝置的協(xié)同作用,使自我控制功能有效發(fā)揮出來(lái);而操作工作人員則需針對(duì)數(shù)控車(chē)床提前進(jìn)行加工流程的編制,進(jìn)一步由數(shù)控車(chē)床結(jié)合系統(tǒng)指令,使加工作業(yè)流程有效完成,最終使刀具在得到相應(yīng)控制的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)高效加工作業(yè)。

2數(shù)控車(chē)床加工精度的相關(guān)影響因素分析

雖然數(shù)控車(chē)床加工的優(yōu)勢(shì)突出,且作用顯著,但也會(huì)受到一系列因素的影響,使數(shù)控車(chē)床加工精度降低??偨Y(jié)起來(lái),具體影響因素如下:

2.1伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)因素

在伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)因素的影響下,會(huì)大大降低數(shù)控車(chē)床的加工精度。一般情況下,伺服系統(tǒng)經(jīng)驅(qū)動(dòng)車(chē)床的相關(guān)裝置,實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的加工,從其操作機(jī)理來(lái)看,即:對(duì)數(shù)控車(chē)床的定位滾珠加以利用,在伺服電機(jī)的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)及控制,進(jìn)一步使數(shù)控車(chē)床能夠順利、高效地將加工任務(wù)完成。期間,滾珠絲杠的傳動(dòng)誤差,可能會(huì)對(duì)數(shù)控車(chē)床的加工精度產(chǎn)生影響。而數(shù)控車(chē)床在利用半閉環(huán)控制伺服功能的基礎(chǔ)上,使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車(chē)床電機(jī)的整體控制?;诩庸て陂g,絲杠需反方向運(yùn)作,期間易發(fā)生空轉(zhuǎn)的狀況,進(jìn)而引發(fā)反向間隙誤差問(wèn)題。此外,在數(shù)控車(chē)床當(dāng)中,其傳動(dòng)設(shè)備可能受到外力的作用,使彎曲變形的問(wèn)題發(fā)生,使部分區(qū)域受力有彈性間隙問(wèn)題出現(xiàn),進(jìn)一步使數(shù)控車(chē)床加工的精度降低。

2.2車(chē)刀控制因素

基于數(shù)控車(chē)床加工作業(yè)期間,需針對(duì)材料實(shí)行切削處理,使其成為工件所需的形狀。然而,車(chē)刀運(yùn)行期間,易呈現(xiàn)車(chē)刀控制和軸線(xiàn)尺寸之間存在誤差的狀況,進(jìn)一步導(dǎo)致工件加工發(fā)生誤差。所以,基于數(shù)控車(chē)床編程期間,雖然對(duì)加工參數(shù)進(jìn)行了合理地設(shè)置,但由于車(chē)刀運(yùn)行軌跡控制難度大,進(jìn)而易使加工期間發(fā)生誤差問(wèn)題,最終使數(shù)控車(chē)床加工的精度降低。

2.3運(yùn)行誤差因素

數(shù)控車(chē)床電機(jī)處于運(yùn)行期間,易受到圓整誤差、逼近誤差的影響,導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)期間發(fā)生速度不具合理性的狀況。其中,對(duì)于圓整誤差來(lái)說(shuō),是指在對(duì)步進(jìn)電機(jī)控制過(guò)程中,讓脈沖當(dāng)量形成的直線(xiàn)位移達(dá)到最小值,然后控制零件圖紙尺寸與脈沖個(gè)數(shù),使其滿(mǎn)足對(duì)接規(guī)格參數(shù)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求;而在實(shí)際數(shù)學(xué)處理作業(yè)期間,只允許把脈沖當(dāng)量值當(dāng)作圓整,進(jìn)而便易引發(fā)誤差問(wèn)題。此外,對(duì)于逼近誤差來(lái)說(shuō),指的是針對(duì)零件輪廓進(jìn)行編程期間,會(huì)使用到擬合思想計(jì)算近似算法,以此保證計(jì)算獲取的數(shù)據(jù)與輪廓逼近;與此同時(shí),基于不規(guī)則零件處理期間,采取近似對(duì)非圓曲線(xiàn)的線(xiàn)形分割方法,用直線(xiàn)將曲線(xiàn)代替,使得形成的刀具輪廓和實(shí)際加工擴(kuò)型之間有所差異,這種差異即為逼近誤差??傊?,無(wú)論是圓整誤差,還是逼近誤差,均會(huì)影響數(shù)控車(chē)床加工的精度,所以需采取有效方法,使這兩種誤差得到有效控制。

3數(shù)控車(chē)床加工精度提高措施分析

為了提高數(shù)控車(chē)床加工精度,需采取有效的提高措施。總結(jié)起來(lái),具體提高措施如下:

3.1伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)誤差控制

基于數(shù)控車(chē)床設(shè)計(jì)期間,有必要嚴(yán)格控制伺服系統(tǒng),進(jìn)而使加工精度得到全面、有效的控制。一方面,需對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)態(tài)性能加以改善,及時(shí)更新整體設(shè)備的驅(qū)動(dòng)裝置;或者,通過(guò)性能優(yōu)良的驅(qū)動(dòng)設(shè)備的定期更換,使數(shù)控車(chē)床基于驅(qū)動(dòng)期間,可以獲得優(yōu)良的控制效果。另一方面,有必要提升裝置的抗壓水平及承載能力,保證伺服系統(tǒng)能夠?qū)C(jī)械零件起到承載作用,進(jìn)一步使加工零件控制的精準(zhǔn)度得到有效提升。此外,將數(shù)控車(chē)床將伺服裝置安裝完好之后,需結(jié)合具體的加工需求,對(duì)系統(tǒng)參數(shù)加以?xún)?yōu)化,從而使數(shù)控車(chē)床的誤差得到進(jìn)一步的控制。

3.2車(chē)刀運(yùn)行幾何精度控制

由于數(shù)控車(chē)床的加工精度,會(huì)受到車(chē)刀運(yùn)行幾何精度的直接影響。所以,對(duì)于數(shù)控車(chē)床相關(guān)設(shè)計(jì)工作人員來(lái)說(shuō),有必要結(jié)合具體加工需求,以力學(xué)角度為切入點(diǎn),使數(shù)控車(chē)床的車(chē)身導(dǎo)軌得到合理科學(xué)的改善,進(jìn)而使其幾何精度得到有效提高,保證整體導(dǎo)軌的精度及抗壓效果優(yōu)良,進(jìn)而使車(chē)刀的運(yùn)行得到有效控制。與此同時(shí),考慮到車(chē)刀運(yùn)行期間能夠?qū)?shù)控車(chē)床的各項(xiàng)功能有效發(fā)揮出來(lái),可采取斜床造型將既往復(fù)雜的鑄件整體結(jié)構(gòu)代替,從而使數(shù)控車(chē)床的抗彎效果及承載能力得到有效提高,進(jìn)一步提高數(shù)控車(chē)床的加工精度。

3.3運(yùn)行誤差控制

如前所述,受到圓整誤差、逼近誤差影響,會(huì)使數(shù)控車(chē)床電機(jī)在運(yùn)行期間的質(zhì)量受到影響,進(jìn)而影響數(shù)控車(chē)床加工的精度。因此,一方面需對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行合理控制,同時(shí)對(duì)機(jī)械剎車(chē)功能進(jìn)行合理應(yīng)用及控制,保證誤差值控制在允許值標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。另一方面,需對(duì)零部件成本與樣本之間的偏差進(jìn)行合理管控,使數(shù)控車(chē)床加工的精度得到有效提高,進(jìn)一步提高加工生產(chǎn)質(zhì)量效益。

3.4誤差補(bǔ)償改進(jìn)控制措施

除上述提高數(shù)控車(chē)床加工精度的措施以外,還有必要結(jié)合數(shù)控車(chē)床加工的實(shí)際情況,落實(shí)有針對(duì)性的控制措施,以誤差補(bǔ)償改進(jìn)控制措施為例,在數(shù)控車(chē)床加工精度控制期間,通過(guò)誤差補(bǔ)償?shù)姆椒?,主要針?duì)已經(jīng)存在的坐標(biāo)軸進(jìn)行補(bǔ)償,利用軟、硬件結(jié)合的方法,使加工產(chǎn)品的進(jìn)度得到全面提升。值得注意的是,基于半閉環(huán)伺服系統(tǒng)運(yùn)行期間,反向偏差可能會(huì)導(dǎo)致定位進(jìn)度受到影響。所以,基于誤差補(bǔ)償期間,需通過(guò)反向偏差補(bǔ)償?shù)拇胧勾祟?lèi)誤差得到有效抵消。在數(shù)據(jù)車(chē)床設(shè)計(jì)階段,為了使加工精度得到有效控制,通過(guò)誤差補(bǔ)償措施的應(yīng)用,可對(duì)現(xiàn)有的數(shù)控車(chē)床進(jìn)行合理利用,無(wú)需更換,能夠使企業(yè)的成本得到有效控制。此外,在絲杠進(jìn)給作業(yè)期間,通過(guò)誤差補(bǔ)償措施的應(yīng)用,可實(shí)現(xiàn)對(duì)滾珠絲桿的有效補(bǔ)償?;跀?shù)控車(chē)床加工期間,絲桿進(jìn)給是否準(zhǔn)確,對(duì)數(shù)控機(jī)床的精度影響較大,若絲桿進(jìn)給不夠準(zhǔn)確,則數(shù)控機(jī)床的精度難以得到有效控制,進(jìn)而易產(chǎn)生誤差問(wèn)題;尤其在螺紋加工期間,因使用了橫縱聯(lián)動(dòng)的方式,在橫縱絲桿出現(xiàn)縫隙的情況下,進(jìn)一步會(huì)使螺紋加工發(fā)生比較大的誤差問(wèn)題。針對(duì)此類(lèi)情況,數(shù)控機(jī)床相關(guān)技術(shù)控制工作人員,需通過(guò)間隙補(bǔ)償?shù)姆椒?,做好滾珠絲桿誤差的補(bǔ)償處理,使間隙有效消除,從而使數(shù)控車(chē)床滾珠絲桿的性能及使用年限得到有效提高。此外,為了使數(shù)控車(chē)床加工精度得到全面提高,還有必要選擇合理的加工工藝,降低加工誤差,提升加工質(zhì)量及精度。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述,數(shù)控車(chē)床在機(jī)械加工生產(chǎn)作業(yè)中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用,然而受到一系列因素的影響,會(huì)使數(shù)控車(chē)床的加工精度降低。因此,需加強(qiáng)伺候系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)誤差控制、車(chē)刀運(yùn)行幾何精度控制以及運(yùn)行誤差控制。此外,還有必要結(jié)合數(shù)控車(chē)床實(shí)際運(yùn)行情況,落實(shí)誤差補(bǔ)償改進(jìn)措施等,以此有效提高數(shù)控車(chē)床加工精度,進(jìn)一步促進(jìn)數(shù)控車(chē)床加工生產(chǎn)作業(yè)質(zhì)量效益的全面提高。

參考文獻(xiàn):

[1]吳福昌.數(shù)控車(chē)床加工精度的影響因素及提高措施分析[J].機(jī)電工程技術(shù),2019,48(07):13-14+119.

[2]任軍亮.數(shù)控車(chē)床加工精度的影響因素及提高措施分析[J].時(shí)代農(nóng)機(jī),2019,46(07):33-34.

作者:王鵬 單位:中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司加工制造分公司