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CNC數控加工精度詳解及解(jiě)決措施

文(wén)章出處:公司動態 責任編輯:東莞市沃(wò)爾鑫(xīn)五(wǔ)金機械有限公司 發(fā)表時間:2018-08-13
  

 

精密度

指使用同種備用樣品進行重複測(cè)定所得到(dào)的結果之(zhī)間的重現性、一致性。有可能精密度高,但(dàn)精確度是不準確的。例如,使用1mm的長度(dù)進行測定(dìng)得到(dào)的三個(gè)結果分別為1.051mm1.0531.052,雖然它們的精密度高,但卻(què)是不準確的。

 

準確度表示測量結果的(de)正確性,精密度表示測量結果的重複性和重現性,精(jīng)密度是準確度的前提(tí)條件。

 

精度的定義

一般(bān)說來,精度是指機床將刀尖點定位至程序目標(biāo)點的(de)能(néng)力。然而,測量這種定位(wèi)能力的辦(bàn)法很多,更為重要的是,不同的國家有不同的規定。

日本機床生產商:標定“精度”時,通常采用JISB6201或(huò)JISB6336JISB6338標(biāo)準。JISB6201一般用於通(tōng)用機床和普通數控機床,JISB6336一般用於加工中心,JISB6338則一般用於(yú)立式加工中心。

當標定(dìng)一台數控機(jī)床的精度時,非常有必要將其采用的標準一同標注出來。采用JIS標準,其數據比用(yòng)美國(guó)的NMTBA標準或德國VDI標準明顯偏小(xiǎo)。

同樣的指標,不同的(de)含義

經常容易混淆的是:同樣的指(zhǐ)標名在不同的精(jīng)度標準中代表不同的意義,不(bú)同的指標名卻具有相同的含義。上(shàng)述4種標準,除JIS標準之外,皆是在機床數控軸上對(duì)多目(mù)標(biāo)點進行多回合測量之後,通過數學統計計算出來的,其關鍵不同點在於:目標點的數量(liàng)

 

測量回合數

從單向還是雙向接近(jìn)目標點(此點(diǎn)尤為重要)

精度指標及其它指標的計算方法

這是4種標準的關鍵區別點(diǎn)描述,正(zhèng)如人們所期待的,總有一天,所有機床生產商都統一遵循ISO標準。因此,這裏(lǐ)選擇ISO標準作為基準。下(xià)表中對4種標準進行(háng)了比較,本文僅涉及線性精度,因為旋轉精度的計算原理與之基本一致。

 

機械加工產生誤差的(de)主要(yào)原因

1、主(zhǔ)軸回轉(zhuǎn)誤差。主軸回轉誤差是(shì)指主軸各(gè)瞬間(jiān)的實(shí)際回轉軸線(xiàn)相對其平均回轉軸線的變動量。產生主軸徑向回轉誤差的主(zhǔ)要原因有:主軸幾段軸頸(jǐng)的同軸度誤差(chà)、軸承(chéng)本身的各種誤差、軸承(chéng)之間的同軸度誤差、主軸撓度等。

2、導軌誤差。導軌是機床上(shàng)確定各機床部件相對位置關係的基準,也是機床運動的基準。導軌的不(bú)均勻磨損和安裝質量,也是造成導軌誤差的重要因素。

3、傳動鏈誤差。傳動鏈的(de)傳動誤(wù)差是指內聯係的傳動鏈中首末兩端傳動元(yuán)件之間相對運動(dòng)的(de)誤差。傳動誤差是由傳動鏈中各組成環節的製(zhì)造和裝配(pèi)誤差以(yǐ)及使用過(guò)程中的磨損所引起(qǐ)。

4、刀具的幾何誤差(chà)。任何(hé)刀具在切削過(guò)程中,都不可避免要產生磨損,並由此引起工件尺寸和形狀的改變。

5、定位誤差(chà)。一是基準不(bú)重合誤差。在零件(jiàn)圖上用來確定某一表麵尺寸、位置所依據的基準稱為設計基準。在工序圖上用來確定本工序被加工表麵(miàn)加(jiā)工後的尺寸、位置所依據的基準稱(chēng)為工序基準。在機床上對工件進行加工時,需選擇工件上若幹幾何要素作為加(jiā)工時的定位基準,如果所選用的定位基準與設計基準不重合,就會產生基準不重(chóng)合誤差。二是定位副(fù)製造不(bú)準確誤差。

6、工藝係統受(shòu)力變(biàn)形產生的誤差。一是工件剛度。工藝係統中如果工件剛度相對於機床、刀具、夾(jiá)具來說比(bǐ)較低,在切(qiē)削力的作用下,工(gōng)件由於剛度不足而引起(qǐ)的變形對加工精度(dù)的影響就比較大。二是刀具剛度。外圓車刀在加工表麵法線方向上的剛度很大,其變形可以(yǐ)忽(hū)略(luè)不計。鏜直徑(jìng)較小的(de)內孔,刀杆剛度很差,刀(dāo)杆(gǎn)受力變形對孔加工精度就有很大影響。三是機床部件剛度(dù)。機床部件由許多零件(jiàn)組成,機床部件(jiàn)剛度迄今(jīn)尚無合(hé)適的簡易計算(suàn)方法(fǎ),目前主要還是用實驗方法來(lái)測定機床部件剛度(dù)。

7、工藝係統受熱變形引起的誤差。工藝係統熱變(biàn)形對加工(gōng)精度的影響比較大,特別是在精密加工和大件加工中,由熱(rè)變形所引起的加工誤差有時可占工件總誤差(chà)的50%

8、調整誤差。在機械加工的每一工序中,總要對(duì)工藝(yì)係統進行這樣或那樣的調整工作。由(yóu)於調整不(bú)可能絕對的準確,因而產生調整誤差。在(zài)工藝係統(tǒng)中,工件、刀具在機床上的互相位置精度,是通過調整機床、刀具、夾具(jù)或工件等來保證的。當機床(chuáng)、刀具、夾具和工件毛坯等的原始精度都達到(dào)工藝要求而又不考慮動態因素時,調整誤(wù)差的(de)影響(xiǎng),對(duì)加工精(jīng)度起到決定性的作用。

9、測量誤差(chà)。零件在加工時或加工後(hòu)進行測量(liàng)時,由於測量方(fāng)法、量具精度(dù)以及工件和(hé)主(zhǔ)客觀因(yīn)素都直接影響測量精度。

 

提高加工精度的工藝措施

1、減少原(yuán)始誤差(chà)

提高零(líng)件加工所(suǒ)使用機床的幾何(hé)精度,提高夾具、量具及工具本身精(jīng)度(dù),控製工藝係統受力、受(shòu)熱變形(xíng)、刀具磨損、內應力引起的變形、測量誤差等均屬於直接減少原始誤差。為了提高機械加工精度,需對產生加工誤差的(de)各項原(yuán)始誤差進行分(fèn)析,根據不同情況對造成加工誤差的主要原(yuán)始(shǐ)誤差采取不同(tóng)的措施解決。對於精密零件的加工應盡(jìn)可能(néng)提高所使用精密機床的幾何精度、剛(gāng)度和控製加工熱(rè)變形;對具有成形表麵的零件加工,則主要(yào)是如何減少成形(xíng)刀具形狀誤差(chà)和(hé)刀具的安裝誤差。這種(zhǒng)方法是生產中應用較廣的一種基本(běn)方法。它是在查明產生加工(gōng)誤差的主要因素之後,設法消除(chú)或減少這些因素。例如(rú)細(xì)長軸的車削,現在采用了大(dà)走刀反向車削法,基本消除了軸向切削力引起的彎曲變形。若輔之以彈簧頂尖(jiān),則可進一步(bù)消除熱變形引起(qǐ)的熱(rè)伸長的影響。

2、補償原始誤差

誤差(chà)補償法,是人為(wéi)地造出一種新的誤差,去(qù)抵(dǐ)消原來工藝係(xì)統中的(de)原始誤差。當原始誤差是負值時人為(wéi)的誤差就(jiù)取正值,反(fǎn)之,取(qǔ)負值,並盡量使兩者大小相等;或者利用一種原始誤差去抵(dǐ)消另一種原始誤差,也是盡量使兩者大小相等,方(fāng)向相反,從而達到減少加工誤差,提高加工精度的目的。

3、轉移原始誤差

誤差轉移法實質上是轉移工藝係統的幾何誤差、受力變形和熱變形(xíng)等。誤(wù)差轉移法的實(shí)例很(hěn)多。如(rú)當機(jī)床精度達不到零件加工要求時,常常不是一味提高機床精度,而是從工藝上或夾具上想辦法,創造條(tiáo)件,使機(jī)床的幾何(hé)誤差轉移到不影響加工精度的方麵去。如磨削主軸錐(zhuī)孔保證其和軸頸的同軸度,不是靠機床主軸的回轉精度來保(bǎo)證(zhèng),而是靠夾具保證。當機床(chuáng)主軸與工件之間用浮動聯接以後,機床(chuáng)主(zhǔ)軸的(de)原始誤差就被轉移掉了。

4、均分原(yuán)始誤(wù)差

在加工中,由於毛(máo)坯或上道工序誤(wù)差的存在,往往造成本工(gōng)序的加工誤差,或者由於工件材料性能改變,或者上道工序的工藝改變(如毛坯精化後,把原來的切削加工工序取消),引起原始誤差發生較大的變化。解決這個問題,最(zuì)好是采用分組(zǔ)調整均分誤差的辦法。這種(zhǒng)辦法(fǎ)的實質就是把原始誤差按其(qí)大小均分為n 組,每組毛坯誤差範圍就縮小為原來的1/n,然(rán)後按各組分別調整加工。

5、均化原始誤差

對配合(hé)精度要求很高的(de)軸和孔,常采用研磨工(gōng)藝。研具本身並不要求具有高精度,但它能在和工(gōng)件做相對運動過程中對工件進行微量切削,高點逐漸被磨掉(當然,模(mó)具也被工件磨去一部分),最終使工件達到很(hěn)高的精(jīng)度。這種表麵間的摩擦和磨損的過程,就是誤差不斷減少的(de)過程,這就是誤差均化法。它的實(shí)質就是利用有密切聯係的表麵相(xiàng)互比較,相互檢查從對比中找出差異,然後進行相互修正或互為基準加工,使工件被加工表麵的誤差不斷縮小和均化。在生產中,許多精密基(jī)準件(如平板、直尺等)都(dōu)是利用(yòng)誤差均化法(fǎ)加(jiā)工出來的。

6、就地加工法

在加(jiā)工和裝配中,有(yǒu)些精度問(wèn)題牽涉到零件或部件間的相互(hù)關係,相當複(fù)雜,如果一味地提高零、部件本身(shēn)精度,有時不僅困(kùn)難,甚(shèn)至不可(kě)能,若采用就地加工法(也稱自身加工修配法),就可(kě)能很方便地解決看起來非常困難(nán)的精度問題。就地加工法在機械零件加工中常用來作為(wéi)保證零(líng)件(jiàn)加工精度(dù)的有效措施。

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