机床误差对加工精度的影响
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工艺系统原始误差对加工精度的影响1、加工原理误差加工原理误差是指采纳了近似的成型运动或近似的刀刃轮廓进行加工而产生的误差,一般多为外形误差。
如:用阿基米德蜗杆滚刀切削渐开线齿轮;在数控机床上用直线插补或圆弧插补方法加工简单曲面;在一般公制丝杠的车床上加工英制螺纹等,都会由于加工原理误差造成零件的加工表面外形误差。
在实际生产中,采纳理论上完全精确的方法进行加工往往会使机床的结构简单,刀具的制造困难,加工的效率降低。
而采纳近似加工方法,则经常可使工艺装备简洁化,生产成本降低,故在满意产品精度要求的前提下,原理误差的存在是允许的。
2、调整误差生产中常采纳的刀具调整方法主要有:按标准样块或对刀块(导套)调整刀具及按试切一个工件后的实测尺寸调整刀具。
按标准样块或对刀块(导套)调整刀具时,影响刀具调整精度的主要因素有标准样件本身的尺寸误差,刀块(导套)相对工件定位元件之间的位置尺寸误差,刀具调整时的目测误差,切削加工时刀具相对于工件加工表面的弹性退让和行程挡块的受力变形等。
按试切一个工件后的实测尺寸调整刀具时,虽可避开上述一些因素的影响,但对于一批零件,可能导致由于进给机构的重复定位误差和按试切一个工件尺寸调整刀具的不精确性,引起加工后这一批零件尺寸分散和分布中心位置的偏离。
为进一步提高对一批工件尺寸分布中心位置推断的精确性,可采纳多试切几个工件(如n个)取平均值的方法。
按多次重复测量原理,由于推断不准而引起的刀具调整误差,试切1个时,△p=3σ(σ为加工误差的标准差);试切n个时,可下降到。
此外,机床微量进给误差(爬行)也是影响调整精度的重要因素。
3、机床误差在工艺系统中,机床是为切削加工供应运动和动力的,机床原有误差对加工精度的影响最为显著,也最为简单,其内容将在4.3节介绍。
4、刀具误差采纳定尺寸刀具(如钻头、铰刀、键槽铣刀、圆孔拉刀等)时,刀具的尺寸直接影响工件的尺寸精度。
采纳展成刀具(如齿轮滚刀、插齿刀等)加工时,刀具切削刃的几何外形及有关尺寸误差也会影响工件的加工精度。
机床误差对加工精度的影响机床误差是机床的制造、安装误差和使用中的磨损形成的。
在机床的各类误差中,对工件加工精度影响较大的主要是主轴回转误差和导轨误差。
主轴回转误差:机床主轴是带动工件或刀具回转以产生主要切削运动的重要零件。
其回转运动精度是机床主要精度指标之一,主要影响零件加工表面的几何形状精度、位置精度和表面粗糙度。
主轴回转误差主要包括其径向圆跳动、轴向窜动和摆动。
造成主轴径向圆跳动的主要原因是轴径与轴承孔圆度不高、轴承滚道的形状误差、轴与孔安装后不同轴以及滚动体误差等。
主轴径向圆跳动将造成工件的形状误差。
造成主轴轴向窜动的主要原因有推力轴承端面滚道的跳动、轴承间隙等。
以车床为例,主轴轴向窜动将造成车削端面与轴心线的垂直度误差。
主轴前后轴颈的不同轴以及前后轴承、轴承孔的不同轴会造成主轴出现摆动现象。
摆动不仅会造成工件尺寸误差,而且还会造成工件的形状误差。
导轨误差:导轨是确定机床主要部件相对位置的基准件,也是运动的基准,它的各项误差直接影响着工件的精度。
以数控车床为例,当床身导轨在水平面内出现弯曲(前凸)时,工件上产生腰鼓形误差,如图2—97a 所示;当床身导轨与主轴轴心线在垂直面内不平行时,工件上会产生鞍形误差,如图2一97b所示;而当床身导轨与主轴轴心线在水平面内不平行时,工件上会产生锥形误差,如图2—97c 所示。
事实上,数控车床导轨在水平面和垂直面内的几何误差对加工精度的影响程度是不一样的。
影响最大的是导轨在水平面内的弯曲或与主轴轴心线的平行度,而导轨在垂直面内的弯曲或与主轴轴心线的平行度对加工精度的影响则很小,甚至可以忽略。
如图2—98所示,当导轨在水平面和垂直面内都有一个误差△时,前者造成的半径方向的加工误差△R =△,而后者△R ≈△2/d ,完全可以忽略不计。
因此,对于几何误差所引起的刀具与工件间的相对位移,如果该误差产生在加工表面的法线方向,则对加工精度构成直接影响,即为误差敏感方向;若位移产生在加工表面的切线方向,则不会对加工精度构成直接影响,即为误差非敏感方向。
数控机床加工精度的影响因素及提高方法数控机床加工精度是指机床在进行加工过程中所能达到的准确度和稳定性。
影响机床加工精度的因素非常多,下面将对影响因素和提高方法进行一些阐述。
1. 机床自身的优劣:机床的设计、制造和装配技术对加工精度有直接影响。
优质的机床在设计和制造过程中会注重减小传动误差、提高定位精度和重复定位精度等。
2. 机床的刚性和稳定性:机床的刚性和稳定性对加工精度起着决定性的作用。
刚性不足会导致机床在加工过程中出现振动和变形,从而影响加工精度。
3. 传动装置的精度和可靠性:传动装置的传动误差、反向间隙等都会影响加工精度。
传动装置的精度和可靠性越高,加工精度也越高。
4. 控制系统的精度:数控机床的控制系统对加工精度有直接影响。
控制系统的精度主要包括伺服系统的控制精度、编码器的精度以及数控系统的实时性等。
5. 刀具和夹具的精度:刀具和夹具的精度直接影响加工质量。
刀具和夹具的选择和安装都需要考虑其精度和稳定性。
1. 选用优质的机床:选择优质的机床是提高加工精度的基础。
优质的机床具有高精度、高刚性和高稳定性,能够更好地满足加工要求。
2. 优化加工工艺:通过优化加工工艺,合理设置切削参数和进给速度等,可以减小加工误差,提高加工精度。
4. 优化编程和加工过程:合理优化数控程序和加工过程,减小加工误差。
尽量避免急停和急转等情况,保证加工过程的平稳性和稳定性。
5. 定期进行机床维护和保养:定期进行机床的维护和保养,保证机床的正常运行和精度稳定性。
包括清洁、润滑和紧固等工作。
数控机床加工精度的提高需要从机床自身的优劣、刚性和稳定性、传动装置的精度和可靠性、控制系统的精度以及刀具和夹具的精度等方面进行综合考虑。
通过优化加工工艺、合理选择刀具和夹具、加强编程和加工过程的管理以及定期进行机床维护和保养等措施,可以有效提高数控机床的加工精度。