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影响加工中心加工精度的几大因素及对策

来源:山东海特数控机床 发布时间:2017-11-29 16:48 浏览次数:
  加工中心在长期的使用过程中,难免会出现加工精度偏差的问题,下面小编就详细讲解下影响加工中心加工精度的几大因素及解决方法。
  加工中心
  一、加工中心加工中的精度问题
  
  1.1 位置误差对加工精度的影响
  
  位置误差是指加工后零件的实际表面、轴线或对称平面之间的相互位置相对于其理想位置的变动量或偏离程度,如垂直度、位置度、对称度等。加工中心产生位置误差的原因主要在零件加工时由于传动时产生的间隙和弹性变形导致加工误差,以及在加工中机床的刀头需要克服摩擦力等因素导致产生位置误差。在开环系统中位置精度受到的影响是很大的,而在闭环随动系统中,则主要取决于位移检测装置的精度和系统的速度放大系数,一般影响较小。
  
  1.2 几何误差导致的加工精度误差
  
  加工中心加工中由于刀具和夹具在受外力和加工中产生的热量等外界因素的影响下,机床的几何精度受到影响,机床上加工的零部件产生几何变形,从而导致产生几何误差。据研究,产生几何误差的主要原因无外乎以下两种:内部因素和外部因素。机床产生几何误差的内部因素指机床本身的因素导致的几何误差,如机床的工作台面的水平度、机床导轨的水平程度和直线度、机床刀具和夹具的几何准确程度等。外部因素主要是指在外部环境和加工过程中的热变形等因素影响下产生的几何误差,如刀具或零部件在切削过程中,由于受热膨胀、变形,从而产生几何误差,影响了加工中心的加工精度和零部件的加工精度。
  
  1.3 机床定位导致的加工精度误差
  
  通过长期的零部件加工的数据分析和实践操作看出,机床定位对于加工中心的加工精度有较大影响。加工中心的加工误差,从结构上看,多由定位精度引起,其中机床的进给系统是影响定位精度的主要环节。加工中心的进给系统通常由机械传动系统和电气控制系统两部分组成,定位精度与结构设计中的机械传动系统有关。在闭环系统中,加工中心通常可以通过定位检测装置防止进给系统中的主要部件产生位置偏差,如滚珠丝杠等部件。而对于开环系统,由于影响因素较多、情况比较复杂,无法进行定位监控,所以对加工中心的加工精度影响较大。
  
  二、提高加工精度的对策
  
  在加工中心的加工过程中,其所加工的零部件的精度直接影响产品的质量,部分机械零部件和精密设备的零部件对加工精度的要求非常高,提高加工中心的加工精度是解决问题的关键所在。通过广泛的研究与分析得出,提高加工中心的加工精度的对策大致有以下几种方法:
  
  2.1 通过控制加工中心的原始误差提高加工精度
  
  加工中心加工过程中,误差本身是不可避免的,被加工零件与加工中心之间存在必然的误差, 这种一定存在的误差称为原始误差。
  
  因此,要提高加工精度,控制加工中心的原始误差是重要对策之一。针对产生原始误差的可能性要进行系统的分析,根据误差产生的原因和误差类型要制定相应的改进措施。机械零件在加工过程中,加工中心的位置精度、几何精度对零部件的加工精度有重要影响,要通过位置控制和几何精度控制来减少位置误差和几何误差对零件的影响。同时对于加工过程中产生的变形误差,要用风冷、水冷等方法控制加工过程中的热变形,减少热变形误差带来的加工精度影响。同时对于位置误差,要合理选择适合零件材质的刀具,避免刀具变形,同时根据被加工零件的胚料形状选择合理的夹具, 有必要的情况下要针对零部件的形状尺寸专门设计夹具,避免产生位置误差。
  
  2.2 合理设计加工中心核心部件避免定位误差
  
  机床的定位精度对零部件的精度有重要影响,影响机床定位精度的核心部件如进给系统、导轨、工作台面等的直线度、水平度等。在设计加工中心时,要合理选择核心部件,例如在选择目前在机床中广泛使用的滚珠丝杠时,应当充分考虑滚珠丝杠的精度,应当选取和安装比较成熟的滚珠丝杠技术。滚珠丝杠的支撑同样不可忽视,滚珠丝杠的支撑与系统的传动精度密切相关,滚珠丝杠的支撑主要由轴向载荷和回转速度决定,对数控车床的加工精度有重要影响,通常选用高精度的固定和支撑方式。并且设计过程中应严格对滚珠丝杠的承载能力要进行相关校核。
  
  2.3 通过实时监控技术提高加工中心的加工精度
  
  随着数控技术的不断提高,对加工中心进行加工过程全程实时监控,及时调整加工过程中的误差环节,并对加工过程中的每一个环节的误差数据进行采集,并反馈至控制终端,并通过误差数据采取相应的误差补偿机制,进行及时的误差补偿,能够有效提高零件的加工精度。

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