机床加工误差的原因及消除方法
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加工中心因其在制造工业中保证了机械产品零件加工精度和产品质量稳定,所以在现代工业发展,机械制造中得到越来越广泛的应用。
但加工中心精度也时刻影响着机床加工工件的质量问题。
加工中心精度不高是什么原因引起?这种情况下在不考虑是机床的问题,加工中产生的误差造成加工工件的精度不高,如:1、计算失误造成的精度误差,人为因素,所以在加工工件前可以通过验算,试加工来排除。
2、材料变形引起的精度误差,需要加工前期采取相应的措施,加工时要采取相应的办法避免这种错误。
提升加工中心加工零件时精度加工精度就是零件加工后的几何参数,其与原图纸的理想几何参数差异越小,它的符合程度也就越高,加工精度也就越高。
在加工实践中,受到各种因素的影响,零件加工与理想几何参数存在较大的差异,这种偏差就是加工误差。
因此合理控制加工误差,就是提升加工精度的最佳方法。
而合理范围内的加工误差就是不超出零件设计要求的公差,只要在这个范围内,就能够进行零件加工精度的保证。
加工精度及加工误差都可以进行零件几何参数的评定。
加工误差的大小都能够影响加工精度的高低,通过对加工精度的有效控制,可以实现加工误差的减少,从而满足实际工作的要求。
在工作过程中,很多因素都影响到零件的加工精度。
即使使用同一种加工方法,在不同的工作环境下,它的精度也是不同的。
如果我们片面的追求零件的加工精度,就会导致生产效率的降低,从而导致工程成本的增加,为了满足实际工作的要求,我们必须要进行加工质量强化体系的应用,保证工作效率的有效提升,实现生产成本的有效控制。
在工作过程中,加工精度具体分为形状精度、位置精度、尺寸精度等,加工精度的高低变化,需要以形状公差、位置公差等来判断。
通过对试切法可以进行加工表面的试切,通过对试切所得尺寸的测量,可以满足零件的加工精度的要求。
过程中需要进行适当刀具的使用,做好不同数量的试切及测量工作,最终达到加工一个精度标准。
最后,就是对材料变形的问题处理,通过对零件变形问题的解决,可以有效提高零件的加工精度,在实际操作中不同的工作场景,对应不同的零件变形处理措施,需要辩证分析,因地制宜的进行工作,提升零件加工系统的整体工作效率。
数控机床几何误差前言提高机床精度有两种方法。
一种是通过提高零件设计、制造和装配的水平来消除可能的误差源,称为误差防止法(error prevention)。
该方法一方面主要受到加工母机精度的制约,另一方面零件质量的提高导致加工成本膨胀,致使该方法的使用受到一定限制。
另一种叫误差补偿法(error compensation),通常通过修改机床的加工指令,对机床进行误差补偿,达到理想的运动轨迹,实现机床精度的软升级。
研究表明,几何误差和由温度引起的误差约占机床总体误差的70%,其中几何误差相对稳定,易于进行误差补偿。
对数控机床几何误差的补偿,可以提高整个机械工业的加工水平,对促进科学技术进步,提高我国国防能力,继而极大增强我国的综合国力都具有重大意义。
1几何误差产生的原因普遍认为数控机床的几何误差由以下几方面原因引起:1.1 机床的原始制造误差是指由组成机床各部件工作表面的几何形状、表面质量、相互之间的位置误差所引起的机床运动误差,是数控机床几何误差产生的主要原因。
1.2 机床的控制系统误差包括机床轴系的伺服误差(轮廓跟随误差),数控插补算法误差。
1.3 热变形误差由于机床的内部热源和环境热扰动导致机床的结构热变形而产生的误差。
1.4切削负荷造成工艺系统变形所导致的误差包括机床、刀具、工件和夹具变形所导致的误差。
这种误差又称为“让刀”,它造成加工零件的形状畸变,尤其当加工薄壁工件或使用细长刀具时,这一误差更为严重。
1.5 机床的振动误差在切削加工时,数控机床由于工艺的柔性和工序的多变,其运行状态有更大的可能性落入不稳定区域,从而激起强烈的颤振。
导致加工工件的表面质量恶化和几何形状误差。
1.6 检测系统的测试误差包括以下几个方面:(1)由于测量传感器的制造误差及其在机床上的安装误差引起的测量传感器反馈系统本身的误差;(2)由于机床零件和机构误差以及在使用中的变形导致测量传感器出现的误差。
1.7 外界干扰误差由于环境和运行工况的变化所引起的随机误差。
数控机床的误差分析及补偿方法数控机床的误差分析及补偿方法数控机床的精度是机床性能的一项重要指标,它是影响工件精度的重要因素。
那误差的差源有哪些呢?补偿的方法是什么?YJBYS店铺为你解答如下!数控机床的精度可分为静态精度和动态精度。
静态精度是在不切削的状态下进行检测,它包括机床的几何精度和定位精度两项内容,反映的是机床的原始精度。
而动态精度是指机床在实际切削加工条件下加工的工件所达到的精度。
机床精度的高低是以误差的大小来衡量的。
数控机床的生产者与使用者对数控机床精度要求的侧重点不同,机床生产者要保证工件的加工精度是很困难的,一般只能保证机床出厂时的原始制造精度。
而机床使用者只对数控机床的加工精度感兴趣,追求的是工件加工后的成形精度。
数控机床误差源分析根据对加工精度的影响情况,可将影响数控机床加工精度的误差源分为以下几类。
1)机床的原始制造精度产生的误差。
2)机床的控制系统性能产生的误差。
3)热变形带来的误差。
4)切削力产生的“让刀”误差。
5)机床的振动误差。
6)检测系统的测量误差。
7)外界干扰引起的随机误差。
8)其他误差。
误差补偿方法提高数控机床精度有两条途径:其一是误差预防;其二是误差补偿。
误差预防也称为精度设计,是试图通过设计和制造途径消除可能的误差源。
单纯采用误差预防的方法来提高机床的加工精度是十分困难的,而必须辅以误差补偿的策略。
误差补偿一般是采用“误差建模-检测-补偿”的方法来抵消既存的误差。
误差补偿的类型按其特征可分为实时与非实时误差补偿、硬件补偿与软件补偿和静态补偿与动态补偿。
1)实时与非实时误差补偿如数控机床的闭环位置反馈控制系统,就采用了实时误差补偿技术。
非实时误差补偿其误差的检测与补偿是分离的。
一般来说,非实时误差补偿只能补偿系统误差部分,实时误差补偿不仅补偿系统误差,而且还能补偿相当大的一部分随机误差。
静态误差都广泛采用非实时误差补偿技术,而热变形误差总是采用实时误差补偿。
车床同心度超差的原因-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分内容:车床同心度是指车床加工过程中,工件在转动时中心轴与车床主轴旋转轴线的偏差。
同心度超差是车床加工中常见的问题之一,其影响着工件的加工质量和精度。
出现同心度超差的原因有很多,包括机械结构问题、工艺参数不合理、设备老化等。
首先,机械结构问题是导致车床同心度超差的主要原因之一。
车床的精度与机械结构的稳定性密切相关。
如果车床主轴、进给系统、工作台等部件存在松动或磨损等问题,就容易导致同心度超差。
此外,车床的刚性和稳定性也会对同心度产生影响。
如果车床刚性不足或者存在振动等问题,同样会导致同心度超差。
其次,工艺参数不合理也是导致车床同心度超差的原因之一。
在车床加工的过程中,一些工艺参数的选择可能不当,例如切削速度、切削深度、进给量等。
如果这些参数设置不合理,就容易导致加工过程中出现切削力不均匀、刀具振动等问题,从而影响工件的同心度。
此外,设备老化也会导致车床同心度超差。
随着使用时间的增长,车床各个部件会出现磨损、松动等现象,导致机械结构不稳定,进而影响同心度。
因此,定期检查和维护车床是保持其正常运行和准确加工的关键。
及时更换磨损严重的零部件,保持设备的精度和稳定性。
综上所述,车床同心度超差是车床加工中常见的问题,其原因多种多样。
机械结构问题、工艺参数不合理、设备老化等都可能导致同心度超差的发生。
为了提高车床的同心度,必须注重机械结构的稳定性和刚性、合理选择工艺参数,并定期检查和维护设备,以保持车床的正常运行和高精度加工能力。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以是:文章结构部分旨在介绍整篇文章的组织架构,使读者能够清晰地了解整个文章的内容安排。
本篇文章按照以下结构进行组织:引言、正文和结论。
引言部分概述了本文的主要内容,并提出了车床同心度超差的问题。
引言部分将对车床的同心度进行简要的概述和解释,以引起读者的兴趣并了解这个问题的重要性。
正文部分将围绕车床同心度超差的原因展开讨论。
滚齿机:主要用滚刀按展成法加工圆柱齿轮,蜗轮,链轮等齿面的齿轮加工机床。
滚齿机校正机构常见种类:行星式,复式偏心式,凸轮摆杆式,附加回转工作台式等。
决于齿轮机床的精度、刚度、刀具和齿轮毛坯的质量及其安装精度。
所以针对滚齿机工作台误差的滚齿机主要用滚刀按展成法加工圆柱齿轮、蜗轮、链轮等齿面的齿轮加工技术,在机械加工中占有重要地位。
因为在齿轮加工中出现了分度蜗轮的周节累计误差和周期误差,而齿轮加工精度取来源这一问题,本文使用滚齿机行星摆杆机构对其进行校正,用以减少分度蜗轮的周节累计误差和周期误差,使加工出来的齿轮达到满足加工精度的要求。
国内采用的滚齿机校正构,在机床制造行业中, 一开始制造精密机床, 由于各厂的设备条件差, 在滚齿机上不能加工精度较高的蜗轮, 分度精度满足不了产品的要求。
因而, 各厂先后在各型滚齿机上采用了各种类型的校正机构, 大都取得了不同程度的效果, 制出了精密分度蜗轮。
当时, 着重引进国外现成为结构, 近几年来, 无论在结构型式上, 或在简化结构, 或校正效果等方面均有较快的发展。
我国共采用了行星式、复式偏心式、凸轮摆杆式、和附加回转工作台式等多种类型的校正机构。
RS2 型滚齿机校正机构,只能能校正分度蜗轮副的周期误差。
但结构不够紧凑,校正机构在机床的外边,需要另置地基,并将机床的罩壳也换掉。
5355M型滚齿机校正机构也属于行星式,但没有周期误差校正凸轮, 机构是封闭的。
其结构复杂, 构件将近85 种, 使用不方便, 需将机床的双蜗杆传动改成单蜗杆传动, 此时, 必需拆除一根蜗杆。
由于校正机构安装位置不够妥当,使得一部分齿轮外露。
这种结构不太适用于大型滚齿机。
FO-10滚齿机行星式校正机构,该机构有一定的简化, 它省去了四根摆杆和一根长套筒, 结构就比较紧凑一些。
它装在机床分度挂轮箱处, 不需另置地基, 但其构件的种数仍然较多, 达45种, 放大比为0.182毫米每秒。
这种机构的轮廓尺寸较大。
近几年,随着科学技术的不断发展,机械行业的加工精度也随着有了更进一步的发展和延伸,很多行业都在精准度上有所提高和关注,尤其是最近几年航天、军工等行业的逐步完善和改进,机械加工领域对精准度的要求又有了更加严格的要求。
在我国机械加工行业有很多企业在精密机床的加工精度方面已经走到了世界的前列,然而就其总体水平来说,我国生产水平还是相比要落后西方发达国家。
目前在我国所加工的精度通常都要比国外低一二级。
就汽缸体孔的精度为例,国外为H6级,而我国为H7级;HRC50-60重载齿轮的精度我国还保持在七八级。
一些发达的国家精度已经达到了0.001μm,同时,他们在高新技术产业方面已经向原子级的加工精度迈进,而我国的精度才到0.1μm阶段。
1 机械加工精度分析理想的零件参数和零件经过加工之后的参数相差程度就是通常所说的加工精度,往往在加工过程中因为机械加工设备以及其他条件的制约,在这些几何参数之间总会出现一些加工误差。
误差的大小直接表明了整个加工过程中的精度的高低。
一般情况下,都是把加工精度划分成3个方面的内容来研究,首先是尺寸的精度,它只局限于零部件表面和基准之间的尺寸误差;其次是几何形状的精度,它只局限于零部件表面几何形状的误差;第三是相互位置的精度,它只局限于零部件表面与其基准之间的具体位置的误差。
其实无论是用什么器具去加工,误差是不可避免的,只是我们能够通过精密的仪器将这种生产误差减少到的最低,让所加工的产品靠近理想的几何参数,也就是时平常所说的可容许的生产误差之内。
实践告诉我们,只要造作者能够认真、仔细的依照生产器具去生产,很多误差都是可以避免的,精准度的高低并不完全是机器的精密与否就能达到的,在传统的机械加工行业,很多精密的仪器都是通过生产者的细心调整和精密设置,才生产出一系列的精密产品,在机械加工过程中,影响整个加工精度的因素有很多。
所以我们必须在生产之前对材料和需要加工的零件的形状、尺寸以及表面之间具体位置都要经过严格的分析和研究,才能在整个加工的过程中提高精度而降低加工误差。
机床机械加工误差产生的原因剖析机床机械加工误差是指在机床加工过程中,由于各种原因导致工件加工尺寸与设计要求之间存在一定的差异。
机床机械加工误差的产生是多方面因素综合作用的结果,其中主要包括以下几个方面的原因。
1. 设备因素:机床的精度、刚度、动态性能等都会对加工精度产生影响。
机床刚度不足会导致加工过程中发生振动,从而使工件的加工精度下降。
2. 刀具因素:刀具的磨损、偏心、抖动等都会影响工件的加工精度。
刀具磨损会使切削力发生变化,从而影响工件加工尺寸的稳定性。
3. 工件因素:工件材料的性质、形状复杂程度等也会对加工精度产生影响。
某些材料的硬度大、塑性差,加工时易产生刀具磨损,从而使加工精度下降。
4. 加工工艺因素:加工工艺的合理与否也会对加工精度产生直接影响。
切削速度、进给速度、切削液的选择等的合理控制都会对加工精度产生影响。
5. 环境因素:温度、湿度等环境因素也会对加工精度有一定的影响。
温度的变化会引起机床的热变形,从而使加工精度发生改变。
为了降低机床机械加工误差的产生,可以采取以下几种措施:1. 选用合适的机床:根据工件的加工要求,选用精度、刚度、动态性能等适合的机床,以保证加工质量。
2. 选用合适的刀具:根据工件材料的特点,选用合适的刀具,并在加工过程中进行及时更换,以保持切削力的稳定和工件的加工精度。
3. 控制加工工艺参数:合理控制切削速度、进给速度、切削液的选择等加工参数,以提高加工精度。
4. 加强设备维护:定期对机床进行保养和维护,及时检查和更换损坏的部件,以保证机床的性能稳定和加工精度。
5. 控制环境条件:通过控制机床所处环境的温度、湿度等因素,减少对加工精度的影响。
机床机械加工误差产生的原因是多方面的,涉及设备、刀具、工件、加工工艺和环境等各个方面。
通过合理选用设备和刀具、控制加工工艺参数、加强设备维护以及控制环境条件等措施,可以有效降低机床机械加工误差的产生。
机床热误差产生原因分析及常用补偿办法机床热误差是指机床在加工过程中由于温度变化引起的尺寸误差。
机床加工过程中会产生大量的热量,而这些热量会导致机床各个部件的温度发生变化,从而引起机床的尺寸变化。
机床热误差主要由以下几个方面的原因引起:1. 机床结构材料的热膨胀:机床主要由铸铁、钢材等金属材料构成,这些材料在加热后会发生热膨胀。
不同材料的热膨胀系数不同,会导致机床各个部件的尺寸发生变化。
2. 加工过程中的摩擦产热:机床在加工过程中,工件与刀具之间会产生摩擦。
摩擦会产生大量的热量,导致机床各个部件的温度升高。
3. 外界环境温度的变化:机床在使用过程中,周围环境的温度会发生变化。
由于机床与环境之间存在热传导,环境温度的变化会影响机床的温度,从而引起尺寸误差。
为了减小机床热误差对加工精度的影响,常用的补偿办法有以下几种:1. 温度补偿:通过测量机床各个部件的温度,对加工程序进行补偿。
可以根据机床的温度曲线,预测机床的热变形,并根据这些变形信息对加工程序进行修正,使加工结果能够达到设计要求。
2. 热稳定化技术:通过采用一定的散热装置,控制机床的温度升高速度,减小机床的热变形。
常用的方法有:增加散热面积、改善散热条件、利用冷却介质对机床进行冷却等。
3. 工艺调整:根据机床加工过程中的热变形规律,调整工艺参数,以减小热误差对加工精度的影响。
通过减小切削刀片与工件之间的摩擦力,降低机床温度升高速度。
4. 采用合适的材料:选择热稳定性好的材料,降低材料的热膨胀系数,减小机床热误差的产生。
机床热误差的产生原因主要是由材料的热膨胀、摩擦产热和外界环境温度的变化等因素引起的。
为了减小机床热误差对加工精度的影响,可以采取温度补偿、热稳定化技术、工艺调整和选择合适的材料等补偿办法。
这些措施可以有效减小机床热误差,提高加工精度。
浅析机床加工误差的原因及消除方法
[摘要]
加工精度是衡量机器零件加工质量的一个重要指标。
由于影响加工精度的因素诸多,不易有效控制,因此提高加工精度减小加工误差较为困难,研究机床加工过程误差的产生及防止对提高机床加工精度有着重要的意义。
[关键词]
机床;技工;误差;精度
一、影响加工精度误差因素及综合分析
由人,机床、夹具和刀具在完成任何一个工序(或工艺过程)的加工时,有许多误差因素在起作用,这些因素大致分为两部分:一部分是与工艺系统本身的结构和状态有关的因素;另一部分则是金属切削过程中产生的因素。
具体可分为以下几个方面:(一)机床误差
1.主轴回转误差
机床主轴误差可分解为径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动3种基本形式。
产生主轴径向回转误差的主要原因有主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴挠度等。
2.导轨误差
导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准,也是机床运动的基准,导轨误差直接反映在被加工工件表,对加工精度的影响
最大。
刀架运动时会产生摆动,刀尖的运动轨迹是一条空间曲线,使工件产生形状误差。
除了导轨本身的制造误差外,导轨的不均匀磨损和安装质量也是造成导轨误差的重要因素。
导轨磨损是机床精度下降的主要原因之一。
3.传动链误差
传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差,一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。
4.数控机床独特性误差
数控机床与普通机床的最主要差别有两点:①数控机床具有“指挥系统”——数控系统;②数控机床具有执行运动的驱动系统——伺服系统。
在数控机床上所产生的加工误差,与在普通机床上产生的加工误差,其来源有许多共同之处,但也有其独特之处,例如伺服进给系统的跟踪误差、检测系统中的采样延滞误差等,这些都是普通机床加工时所没有的。
因此在
数控加工中,除了要控制在普通机床上加工时常出现的那一类误差源以外,还要有效地抑制数控加工时才可能出现的误差源。
(1)机床重复定位精度的影响
数控机床的定位精度是指数控机床各坐标轴在数控系统的控制
下运动的位置精度,引起定位误差的因素包括数控系统的误差和机械传动的误差。
而数控系统的误差则与插补误差、跟踪误差等有关。
机床重复定位精度是指重复定位时坐标轴的实际位置和理想位置
的符合程度。
(2)检测装置的影响
检测反馈装置也称为反馈元件,通常安装在机床工作台或丝杠上,相当于普通机床的刻度盘和人的眼睛。
检测反馈装置将工作台位移量转换成电信号,并且反馈给数控装置,如果与指令值比较有误差,则控制工作台向消除误差的方向移动。
数控系统按有无检测装置可分为开环、闭环与半闭环系统。
开环系统精度取决于步进电动机和丝杠精度,闭环系统精度取决于检测装置精度。
检测装置是高性能数控机床的重要组成部分。
(3)刀具误差的影响
由于采用的刀具具有自动交换功能,因而在提高生产率的同时,也带来了刀具交换误差。
用同一把刀具加工一批工件时,由于频繁重复换刀,致使刀柄相对于主轴锥孔产生重复定位误差而降低加工精度。
(4)抑制数控机床产生误差的途径抑制数控机床产生误差的途径有硬件补偿和软件
补偿。
过去一般多采用硬件补偿的方法,如采用螺距误差补偿功能。
随着微电子、控制、监测技术的发展,出现了新的软件补偿技术,它的特征是应用数控系统通信的补偿控制单元和相应的软件以实现误差的补偿,其原理是利用坐标的附加移动来修正误差。
(二)刀具产生的误差
刀具的制造误差、安装误差以及使用中的磨损,都影响工件的加工精度。
(三)夹具误差
夹具误差包括定位误差、夹紧误差、夹具安装误差及对刀误差等。
工件在夹具中的位置是以其定位基面与定位元件相接触(配合)来确定的。
由于定位基面、定位元件工作表面的制造误差,会使各工件在夹具中的实际位置不相一致。
加工后,各工件的加工尺寸必然大小不一,形成误差。
二、消除加工误差的方法与途径
(一)自动控制法。
涉及测量装置、进给机构和控制系统等组成一个自动加工的作业循环,使加工过程中的测量、补偿、调整和切削等一系列工作自动完成。
(二)试切法。
通过试切—测量—调整—再试切的反复过程来进行统计,找出规律,从而消除可能产生的误差因素。
为使试切法成功有效,在采用此法前须完成以下几个步骤: 1.应对所使用机床本身精度了如指掌,对超出精度的因素及时准确进行调整,如按规定维修机床,调整导轨锲铁等,将误差控制在加工零件本身精度的1/2- 1/3范围内。
同时检查夹具的定位精度和尺寸精度是否合乎要求。
2.正确选择刀具牌号和工件冷却方法及选择合理装夹方法和加工工艺方法。
消除由此带来的刀具磨损热变形,残余应力释放引起的各种加工误差。
3.测量误差也不容忽视,应及时定期检验测量工具的精度保证其正确可靠。
4.最后是人的因素,加强职工的业务技能培训。
(三)定尺寸刀具法。
用具有一定形状和尺寸的刀具使加工表面
得到要求的形状和尺寸,如:钻孔的钻头、攻丝的丝锥、铣键槽的成型铣刀等。
三、提高加工精度的措施
(一)减少原始误差。
查明产生加工误差的主要因素,设法消除或减少这些因素。
例如细长轴的车削,现在采用了大走刀反向车削法,基本消除了轴向切削力引起的弯曲变形。
(二)补偿原始误差。
人为地制造出一种新的误差,去抵消原来工艺系统中的原始误差。
(三)转移原始误差。
误差转移法就是转移工艺系统的几何误差、受力变形和热变形等。
(四)均分原始误差。
这种办法就是把原始误差按其大小均分为n 组,每组毛坯误差范围就缩小为原来的1/ n,然后按各组分别调整加工。
四、结语
机床加工过程中的误差因素很多,提高机床加工精度有很强的实践性,它和实际生产条件及生产工艺有很大关系。
要想生产出精度很高的产品比较困难,这需要工艺人员不断尝试,通过积累每次工艺数据,来验证自己的设计数据,并在以后的设计中予以更正。
参考文献:
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