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提高数控机床加工精度的几点思考
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  在数控机床中,精度的表示主要是由误差大小来表示的,具体精度分为两种,包括静态精度和动态精度。其中静态精度指的是在机床不工作不切削的状态下检测出来的,主要指标为机床本身的几何精度以及定位精度,这种精度对于机床精度的检测来说只能表现机床的原始精度;动态精度顾名思义则是机床在切削过程中所检测和达到的精度,该精度值的测量包括了机床的原始精度以及在加工过程中环境以及工艺问题影响后的精度表示,包括了加工过程中选用的刀具、工件、振动等带来的误差。在机床的生产过程中对于机床的动态精度不能有效的控制,能够保证的就是机床的静态精度,原始制造的精度,数控机床的加工精度则有很多方面的影响因素,这将是下文的主要探讨内容。

  

  数控机床加工精度的影响因素

  

  机床本身的误差在大量的数据和统计中表明,机床的65.7%以上,在安装时就不能完全符合其相关指标标准,在工作当中90%的数控机床都处于一个失准的工作环境和状态下,这种情况就决定了机床工作状态监控的重要性,机床精度的测试对于机床精度的保障来说是一个必要的基础,能够对零件的加工精度更好的保障。


数控车床

 

  温度影响除了机床本身的精度误差之外,机床在车间环境下的运作也会受到影响,包括车间的温度浮动,电动机的发热以及接卸摩擦、介质影响等,这些问题都会对机床的形态以及精度造成一定程度的影响,机床的温度变化就会出现调整精度的丧失,对机床的精度以及加工工件的尺寸和精度有所影响。同时,温度升高也使轴承间隙发生变化,进而影响加工精度。另一方面,温度升高使温度分布不均匀,造成各零件或零件各部分之间的相互位置关系发生变化,从而造成零件的位移或扭曲。

  

  反向偏差所谓的反向偏差指的是在数控机床的工作中由于坐标轴在传动过程中造成的反向死区或者反向间隙造成的误差现象,也可以成为反向间隙或者失动量。对于采用半闭环伺服系统的数控机床,反向偏差的存在就会影响到机床的定位精度和重复定位精度,从而影响产品的加工精度。

  

  间隙误差数控机床的加工过程中需要用到传动链,传动链的运转会产生一些间隙,这些间隙就容易造成误差,尤其是在电机运转过程中机床没有产生运动,这就会造成数控机床的震荡或者较大的误差问题。

  

  数控机床加工精度的提高措施

  

  机床的选用由于机床本身的精度也有差别,这就需要我们在机床的选择上要注意机床型号以及精度的选择,目前数控机床位置精度的检验通常采用国际标准ISO230-2或国家标准GB10931-89等。在机床的选择中还要对标准有所注意,这是由于标准的不同也会造成精度的差别。

  

  零件的控制滑动轴承的机床可以选用耐磨性较好的轴承,从而保障机床的工作精度。


数控机床

 

  对车间环境的控制减少热源:重点放在主轴轴承的转速、间隙调整及合理的预紧。对于推力轴承和圆锥滚子轴承,因其工作条件差发热较大,必要时可以改用推力角接触球轴承代替,以尽量减少某些零部件的摩擦发热。隔热:使热源远离主轴,如将电动机、变速器隔离、采用分离传动等。散热:加强润滑冷却、采用油冷、风冷等方式、加快热量散发。减少热变形的影响:无论采用何种方式,只能减少热变形而很难完全消除热变形,因此还应该采取措施,以减少热变形的影响。

  

  反向偏差的控制由于反向偏差会造成设备的精度变低,并且随着机床的应用时间越久,磨损越大,误差也会越来越大,这就需要在机床的应用过程中对于反向偏差进行定期的检测和补偿工作,从而尽可能的减少误差,提高机床工作精度。

  

  误差补偿误差补偿指的是在对数控机床加工中将定轴的位置做相应的记录,此外,结合相关的记录数据和实际的测量结果进行比较,了解误差值,并且在操作中在轴上选定测量的基准点,记录下运行中的误差值,输入到相关的控制系统内,这样可以很好的控制不同点的轴运动和误差时间。如果所测量点的数量越多,说明螺距所需要补偿的误差效果就越明显,这种误差补偿技术的前提是建立在数控机床坐标系下的,确定数控机床坐标系的重要参数是参考点,因此,一定要保证所选择的参考点的误差值是零。

  

  反向间隙误差的补偿由于数控机床中反向间隙误差的影响,所以在数控机床的设计中必须对反向间隙误差充分重视,并且采取有效的解决措施。但是不可否认的是,间隙是存在的,所以我们要做的是通过螺距误差补偿技术对机床运转过程中的各点反向间隙进行记录,并且通过数控机床的控制系统对反向运动直接进行误差的补偿操作,从而利用参数的设置和数控系统的设定来减小误差。

  

  技术的完善机床的精度随着科技的发展也在不断的完善和进步,机床精度从原来的微米级再向着纳米级进步,其中还需要更多的研究和发展,尤其表现在轴承技术上,避免轴承技术的迟滞是发展的难题之一,迟滞现象对于定位的精度影响尤为重要,在研究中发现静压轴承技术能够对机械的迟滞现象有所解决,所以在高精度的数控机床加工中得到了大量的应用。

  

  结语

  

  综上所述,在数控机床的加工工作当中,对于数控机床的精度影响因素有很多,对于这些影响我们要综合分析,从多方面尽可能的降低误差,实现加工精度的有效提升。