数控机床精度问题论文

数控毕业论文 时间:2018-01-19 我要投稿

  数控机床精度问题论文

  【摘 要】随着社会的进步,数控机床在机械加工行业中的应用更加广泛,人们对其性能也不断提出新的要求。

  本文针对数控机床的精度问题进行探讨,首先对影响机床精度的因素进行介绍和分析,然后提出几点建议,希望对数控机床的高精度化发展起到一定的指导作用。

  【关键词】数控机床;精度;探讨

  1.影响机床工作精度的主要因素

  1.1 机床变形

  影响机床变形的因素主要有两个,一个是机床刚度,另一个是热变形。

  机床刚度指的是当外力作用于机床时,机床所能在不变形情况下所能承受的最大力。

  由于机床的工作环境比较复杂,各种机械之间的碰撞是在所难免的,如果机床刚度比较低,那么机床外部和内部的构件就容易在外力下发生错位甚至脱落,导致机床不能正常工作。

  热变形指的是在热源对机床造成的影响。

  这里的热源分为两种,一种是阳光和环境温度的影响,称为外部热源;另一种是机床内部的电动机、轴承摩擦等器件发出的热量,叫做内部热源。

  两种热源往往是同时作用于机床的,造成不同零件之间存在温差。

  由于每个部分的材料热膨胀系数不同,从而造成了一些零件之间的相对位移,也会对机床的精度造成影响。

  根据数据统计,数控机床一半以上的误差都是由于在长期工作中由于热变形而造成的,这个问题在精密机床和自动化程度高的机床上尤其突出,所以热变形的问题绝对不容忽视。

  1.2 机床振动

  机床在工作的过程中伴有振动的现象。

  这种振动可以影响到内部构件之间的啮合程度,甚至会缩短刀具的寿命,从而影响到加工精度。

  1.3 数控系统性能

  主要指的是数控系统的计算误差、检测装置的检测精度和伺服系统的工作稳定性等对机床的初始精度的影响。

  2.提高数控机床精度的措施

  2.1 修复机床导轨精度

  现在数控导轨大部分由钢或铸铁制成,在长时间的工作过程中,由于导轨和零件的两个接触面之间存在不同程度的摩擦,因而会产生表面磨损,严重时就会对加工精度造成影响。

  如果机床导轨的损伤不是非常严重的,通常采用金属修复材料进行修复,在数个小时内就可以将导轨划伤不玩修复完好,节省了成本和时间。

  有时也需要对加工面进行人工刮研来保证精度。

  2.2 调整主轴精度

  机床工作时,由主轴固定着工件或刀具进行工作,所以主轴对加工质量的影响使非常重要的。

  在长时间的工作后,主轴的稳定性和回转精度难免由于震动和摩擦出现误差,所以定期修复主轴的精度十分必要的。

  对于精度偏差比较严重的主轴要进行拆卸,然后全面的检查以制定修理方案。

  但通常情况是对主轴轴承进行更换、重新设定轴承的间隙和紧固相关螺丝。

  调整后应进行相关的试验,以确保调整后的主轴精度负荷要求。

  例如,利用千分表和标准检验棒,检查主轴锥孔中心线和回转中心是否相互重叠。

  如果偏差较大,则必须用专用的磨头,重新调整主轴锥孔,使其中学线和主轴的回转中心的位置符合要求。

  2.3 降低机床的本身误差

  随着机床产生和发展,其自身的误差就一直存在。

  主要来自机床的工艺缺陷、机床构件之间的传动误差等。

  为了降低机床各零部件在制造和安装过程中出现的误差,各国投入了大量的精力来改进制造工艺和研究新的材料来提高机床自身的精度。

  研究人员对数控机床的主轴系统、导轨、床身、工作台等机械部件进行静、动刚度、抗振性分析及拓扑优化等研究, 以提高整台机床的精度性能。

  2.4 改善机床热误差

  热变形误差的产生是发热部件通过构件间的接触面或自身向周围辐射传递热量,从而导致器件变形产生误差。

  对热变形误差的方法主要通过采用新材料来减少热源、控制热传递路径、采用新的设计结构、控制热源和发热量、加强工作中对环境温度的控制、提高接触面的润滑以及设置辅助设备降低重要热源的温度等一系列措施。

  2.5 采用误差补偿技术

  利用高精度检测设备对机床的精度进行测量,然后寻找到误差来源,自动分析机床的精度状态,然后将数据反馈到数控系统中系统进行必要的分析后选择合适的手段对机床参数进行调整,以达到最佳的效果。

  2.6 推进数控技术的升级改造

  当前数控机床正向着智能化、网络化、高速化、高精度等方向发展,传统的技术已经逐渐被取代。

  例如传统机床的齿轮主要集中在主轴箱和变速箱中,在工作过程中容易出现问题。

  为了保障传动的精度要求,现在机床采用的齿轮精度都很高,在结构上可以达到无间隙传动。

  随着企业现代化进程的加剧,对“高、精、尖”设备的要求也在提高,一些厂家已经逐渐引进新的数控设备或对原有的机床进行改造,如将普通精度的磨床部件进行改装和调整可以进行超精度磨削加工。

  结束语

  数控机床的精度是综合性能的反映,有时尽管用户在购买时机床的精度误差比较小,但是随着投入的时间越长,设备磨损的程度越厉害,导致精度也会发生很大的变化,此时更换设备的话价格又往往十分昂贵。

  因此,我们平时在使用机床时一定要注意对其保养,采用有效的方法来消除对机床精度不利的因素,使机床保持在最好的精度状态,保证零件的加工质量。

  参考文献

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