數(shù)控車床件的加工精度受到很多因素的影響,根據(jù)以往的研究,車床本身誤差所占比例約為45%到65%,加工過(guò)程中造成的誤差所占比例約為25%到40%,檢測(cè)誤差所占比例約為10%到15%。車床本身誤差包括車床本身幾何誤差、車床熱變形誤差、伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)誤差、車刀參數(shù)變化引起的誤差等。其中影響最大的應(yīng)該就是后兩個(gè)因素了。本文中,我們就來(lái)對(duì)這來(lái)個(gè)因素做一分析。
1、伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)因素
根據(jù)數(shù)控車床的工作原理,我們可以了解到,數(shù)控車床的滾珠絲杠是由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制,來(lái)完成定位的。伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)直接決定滾珠絲杠的傳動(dòng)誤差,因而對(duì)車床定位精度有較大的影響。
數(shù)控車床的伺服進(jìn)給系統(tǒng)控制通常都采取半閉環(huán)的方式,當(dāng)伺服電機(jī)控制絲杠做反方向運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候,會(huì)出現(xiàn)空隙的空運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)象,這會(huì)造成反向間隙誤差。再有,在外力作用下,數(shù)控車床的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生彈性變形。這樣就導(dǎo)致了加工部位與車床其他部位受力不均勻,從而造成了彈性間隙的發(fā)生,也會(huì)對(duì)數(shù)控車床件的加工精度產(chǎn)生不利的影響。由此產(chǎn)生的誤差為反向間隙誤差和正向傳動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)誤差疊加的結(jié)果。
2、車刀參數(shù)變化因素
數(shù)控車床件在加工中,車刀時(shí)直接執(zhí)行加工任務(wù)的設(shè)備,在編程的控制之下,車刀對(duì)零件進(jìn)行切削,并達(dá)到需要的形狀。車刀參數(shù)中,起到主要作用的是主偏角和刀尖圓弧半徑。
加工棒料時(shí),車刀的軸線尺寸會(huì)存在一定的偏差,這一偏差的大小與主偏角成反比,而與刀尖圓弧半徑成正比。因此,在編程時(shí)要充分考慮到軸向尺寸的偏差情況,按照偏差與主偏角的大小關(guān)系,對(duì)其相關(guān)位移長(zhǎng)度做出合理的調(diào)整。另外,車刀刀尖與零件中心的高度偏差等都可能影響數(shù)控車床的加工精度,需要在編程時(shí)進(jìn)行考慮和分析。
根據(jù)我們對(duì)數(shù)控車床件的加工精度影響因素的分析可以得知,想要提高數(shù)控車床件的加工精度,可以從以下幾個(gè)方面著手:提高導(dǎo)軌的幾何精度、采用誤差補(bǔ)償法和誤差防止法,這些手段都可以有效控制和提高數(shù)控車床件的加工精度。
1、提高導(dǎo)軌的幾何精度。
數(shù)控車床越來(lái)越高的切削速度是一種發(fā)展趨勢(shì),這也必然會(huì)造成振動(dòng),因此對(duì)導(dǎo)軌的剛度和精度穩(wěn)定性具有較高的要求??梢圆捎娩撝苹瑒?dòng)軌道整體磨削的方法提高導(dǎo)軌的幾何精度。具體做法是,對(duì)數(shù)控車床的鋼制滑動(dòng)導(dǎo)軌采用淬硬處理,然后用螺釘固定在由導(dǎo)軌磨床磨削過(guò)的平面上,向?qū)к壟c導(dǎo)軌基座之間縫隙注入注塑填充物進(jìn)行充實(shí),最后進(jìn)行整體磨削,這樣就可以獲得較好的幾何精度。
2、誤差補(bǔ)償法。
誤差補(bǔ)償法是通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的補(bǔ)償功能,對(duì)已存在的坐標(biāo)軸偏差進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒?,精度不高的車床可以通過(guò)誤差補(bǔ)償法加工出較高精度的產(chǎn)品。此方法可由硬件或軟件完成。例如采用半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的數(shù)控車床,由于反向偏差的影響其定位精度存在誤差,可以采用對(duì)反向偏差補(bǔ)償?shù)氖侄蜗`差。
3、誤差防止法。
誤差防止法是在數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造階段通過(guò)提高機(jī)械零件的精度來(lái)消除可能存在的誤差。此方法能夠從整體上較好地減小加工精度的誤差,但是成本較高,并且此
數(shù)控車床件在原有基礎(chǔ)上繼續(xù)提高加工精度難度較大。