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數(shù)控機床精度問題論文
數(shù)控機床精度問題論文
【摘 要】隨著社會的進步，數(shù)控機床在機械加工行業(yè)中的應(yīng)用更加廣泛，人們對其性能也不斷提出新的要求。
本文針對數(shù)控機床的精度問題進行探討，首先對影響機床精度的因素進行介紹和分析，然后提出幾點建議，希望對數(shù)控機床的高精度化發(fā)展起到一定的指導(dǎo)作用。
【關(guān)鍵詞】數(shù)控機床;精度;探討
1.影響機床工作精度的主要因素
1.1 機床變形
影響機床變形的因素主要有兩個，一個是機床剛度，另一個是熱變形。
機床剛度指的是當(dāng)外力作用于機床時，機床所能在不變形情況下所能承受的最大力。
由于機床的工作環(huán)境比較復(fù)雜，各種機械之間的碰撞是在所難免的，如果機床剛度比較低，那么機床外部和內(nèi)部的構(gòu)件就容易在外力下發(fā)生錯位甚至脫落，導(dǎo)致機床不能正常工作。
熱變形指的是在熱源對機床造成的影響。
這里的熱源分為兩種，一種是陽光和環(huán)境溫度的影響，稱為外部熱源;另一種是機床內(nèi)部的電動機、軸承摩擦等器件發(fā)出的熱量，叫做內(nèi)部熱源。
兩種熱源往往是同時作用于機床的，造成不同零件之間存在溫差。
由于每個部分的材料熱膨脹系數(shù)不同，從而造成了一些零件之間的相對位移，也會對機床的精度造成影響。
根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，數(shù)控機床一半以上的誤差都是由于在長期工作中由于熱變形而造成的，這個問題在精密機床和自動化程度高的機床上尤其突出，所以熱變形的問題絕對不容忽視。
1.2 機床振動
機床在工作的過程中伴有振動的現(xiàn)象。
這種振動可以影響到內(nèi)部構(gòu)件之間的嚙合程度，甚至?xí)s短刀具的壽命，從而影響到加工精度。
1.3 數(shù)控系統(tǒng)性能
主要指的是數(shù)控系統(tǒng)的計算誤差、檢測裝置的檢測精度和伺服系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性等對機床的初始精度的影響。
2.提高數(shù)控機床精度的措施
2.1 修復(fù)機床導(dǎo)軌精度
現(xiàn)在數(shù)控導(dǎo)軌大部分由鋼或鑄鐵制成，在長時間的工作過程中，由于導(dǎo)軌和零件的兩個接觸面之間存在不同程度的摩擦，因而會產(chǎn)生表面磨損，嚴重時就會對加工精度造成影響。
如果機床導(dǎo)軌的損傷不是非常嚴重的，通常采用金屬修復(fù)材料進行修復(fù)，在數(shù)個小時內(nèi)就可以將導(dǎo)軌劃傷不玩修復(fù)完好，節(jié)省了成本和時間。
有時也需要對加工面進行人工刮研來保證精度。
2.2 調(diào)整主軸精度
機床工作時，由主軸固定著工件或刀具進行工作，所以主軸對加工質(zhì)量的影響使非常重要的。
在長時間的工作后，主軸的穩(wěn)定性和回轉(zhuǎn)精度難免由于震動和摩擦出現(xiàn)誤差，所以定期修復(fù)主軸的精度十分必要的。
對于精度偏差比較嚴重的主軸要進行拆卸，然后全面的檢查以制定修理方案。
但通常情況是對主軸軸承進行更換、重新設(shè)定軸承的間隙和緊固相關(guān)螺絲。
調(diào)整后應(yīng)進行相關(guān)的試驗，以確保調(diào)整后的主軸精度負荷要求。
例如，利用千分表和標(biāo)準檢驗棒，檢查主軸錐孔中心線和回轉(zhuǎn)中心是否相互重疊。
如果偏差較大，則必須用專用的磨頭，重新調(diào)整主軸錐孔，使其中學(xué)線和主軸的回轉(zhuǎn)中心的位置符合要求。
2.3 降低機床的本身誤差
隨著機床產(chǎn)生和發(fā)展，其自身的誤差就一直存在。
主要來自機床的工藝缺陷、機床構(gòu)件之間的傳動誤差等。
為了降低機床各零部件在制造和安裝過程中出現(xiàn)的誤差，各國投入了大量的精力來改進制造工藝和研究新的材料來提高機床自身的精度。
研究人員對數(shù)控機床的主軸系統(tǒng)、導(dǎo)軌、床身、工作臺等機械部件進行靜、動剛度、抗振性分析及拓撲優(yōu)化等研究， 以提高整臺機床的精度性能。
2.4 改善機床熱誤差
熱變形誤差的產(chǎn)生是發(fā)熱部件通過構(gòu)件間的接觸面或自身向周圍輻射傳遞熱量，從而導(dǎo)致器件變形產(chǎn)生誤差。
對熱變形誤差的方法主要通過采用新材料來減少熱源、控制熱傳遞路徑、采用新的設(shè)計結(jié)構(gòu)、控制熱源和發(fā)熱量、加強工作中對環(huán)境溫度的控制、提高接觸面的潤滑以及設(shè)置輔助設(shè)備降低重要熱源的溫度等一系列措施。
2.5 采用誤差補償技術(shù)
利用高精度檢測設(shè)備對機床的精度進行測量，然后尋找到誤差來源，自動分析機床的精度狀態(tài)，然后將數(shù)據(jù)反饋到數(shù)控系統(tǒng)中系統(tǒng)進行必要的分析后選擇合適的手段對機床參數(shù)進行調(diào)整，以達到最佳的效果。
2.6 推進數(shù)控技術(shù)的升級改造
當(dāng)前數(shù)控機床正向著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、高速化、高精度等方向發(fā)展，傳統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)逐漸被取代。
例如傳統(tǒng)機床的齒輪主要集中在主軸箱和變速箱中，在工作過程中容易出現(xiàn)問題。
為了保障傳動的精度要求，現(xiàn)在機床采用的齒輪精度都很高，在結(jié)構(gòu)上可以達到無間隙傳動。
隨著企業(yè)現(xiàn)代化進程的加劇，對“高、精、尖”設(shè)備的要求也在提高，一些廠家已經(jīng)逐漸引進新的數(shù)控設(shè)備或?qū)υ械臋C床進行改造，如將普通精度的磨床部件進行改裝和調(diào)整可以進行超精度磨削加工。
結(jié)束語
數(shù)控機床的精度是綜合性能的反映，有時盡管用戶在購買時機床的精度誤差比較小，但是隨著投入的時間越長，設(shè)備磨損的程度越厲害，導(dǎo)致精度也會發(fā)生很大的變化，此時更換設(shè)備的話價格又往往十分昂貴。
因此，我們平時在使用機床時一定要注意對其保養(yǎng)，采用有效的方法來消除對機床精度不利的因素，使機床保持在最好的精度狀態(tài)，保證零件的加工質(zhì)量。
參考文獻
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