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摘要:數(shù)控車床,為目前應(yīng)用比較廣泛的一種數(shù)控機床,在指揮機床加工零件中適用性高,做好功能為切槽、鉆孔、擴孔、鉸孔以及鏜孔等,且具有高性能、高精度、低噪音等特點優(yōu)勢。當(dāng)然,受到一些因素的影響,也易使數(shù)控車床加工精度降低。因此,本文以數(shù)控車床加工作業(yè)原理為切入點,進(jìn)一步分析數(shù)控車床加工精度的相關(guān)影響因素,并提出數(shù)控車床加工精度提高措施,希望以此促進(jìn)數(shù)控車床加工精度的全面提高。
關(guān)鍵詞:數(shù)控車床;加工精度;影響因素;提高措施
0引言
數(shù)控機床為先進(jìn)的機械加工設(shè)備之一,在各行業(yè)產(chǎn)品精加工生產(chǎn)作業(yè)中,發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。目前市場推廣應(yīng)用的數(shù)控車床加工效率頗高,且精準(zhǔn)度也頗高,能夠為相關(guān)行業(yè)生產(chǎn)效益的提高提供有效幫助。然而,隨著加工生產(chǎn)工藝要求越來越高,同時受到相關(guān)因素的影響,如伺服系統(tǒng)驅(qū)動因素、車刀控制因素等[1]。為了提高數(shù)控車床加工精度,鑒于此,本文圍繞數(shù)控車床加工精度的影響因素及提高措施進(jìn)行分析。
1數(shù)控車床加工作業(yè)原理概述
基于數(shù)控車床加工期間,主要以各類形狀要求為依據(jù),然后針對相關(guān)工件進(jìn)行加工處理。與此同時,在數(shù)控車床當(dāng)中,一般進(jìn)行了若干個工作工位及多功能加工區(qū)域的配備,主要優(yōu)勢為:其一,加工范圍廣;其二,可實現(xiàn)大量加工作業(yè);其三,可發(fā)揮復(fù)雜加工及補償加工功能,進(jìn)而使工件加工作業(yè)的便捷性及高效性得到有效提升[2]。從數(shù)控車床加工作業(yè)原理層面分析,數(shù)控車床利用計算機技術(shù)、機械控制技術(shù),加上傳感裝置、控制裝置、動力裝置的協(xié)同作用,使自我控制功能有效發(fā)揮出來;而操作工作人員則需針對數(shù)控車床提前進(jìn)行加工流程的編制,進(jìn)一步由數(shù)控車床結(jié)合系統(tǒng)指令,使加工作業(yè)流程有效完成,最終使刀具在得到相應(yīng)控制的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)高效加工作業(yè)。
2數(shù)控車床加工精度的相關(guān)影響因素分析
雖然數(shù)控車床加工的優(yōu)勢突出,且作用顯著,但也會受到一系列因素的影響,使數(shù)控車床加工精度降低??偨Y(jié)起來,具體影響因素如下:
2.1伺服系統(tǒng)驅(qū)動因素
在伺服系統(tǒng)驅(qū)動因素的影響下,會大大降低數(shù)控車床的加工精度。一般情況下,伺服系統(tǒng)經(jīng)驅(qū)動車床的相關(guān)裝置,實現(xiàn)對工件的加工,從其操作機理來看,即:對數(shù)控車床的定位滾珠加以利用,在伺服電機的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)對電機的驅(qū)動及控制,進(jìn)一步使數(shù)控車床能夠順利、高效地將加工任務(wù)完成。期間,滾珠絲杠的傳動誤差,可能會對數(shù)控車床的加工精度產(chǎn)生影響。而數(shù)控車床在利用半閉環(huán)控制伺服功能的基礎(chǔ)上,使系統(tǒng)實現(xiàn)對數(shù)控車床電機的整體控制?;诩庸て陂g,絲杠需反方向運作,期間易發(fā)生空轉(zhuǎn)的狀況,進(jìn)而引發(fā)反向間隙誤差問題。此外,在數(shù)控車床當(dāng)中,其傳動設(shè)備可能受到外力的作用,使彎曲變形的問題發(fā)生,使部分區(qū)域受力有彈性間隙問題出現(xiàn),進(jìn)一步使數(shù)控車床加工的精度降低。
2.2車刀控制因素
基于數(shù)控車床加工作業(yè)期間,需針對材料實行切削處理,使其成為工件所需的形狀。然而,車刀運行期間,易呈現(xiàn)車刀控制和軸線尺寸之間存在誤差的狀況,進(jìn)一步導(dǎo)致工件加工發(fā)生誤差。所以,基于數(shù)控車床編程期間,雖然對加工參數(shù)進(jìn)行了合理地設(shè)置,但由于車刀運行軌跡控制難度大,進(jìn)而易使加工期間發(fā)生誤差問題,最終使數(shù)控車床加工的精度降低。
2.3運行誤差因素
數(shù)控車床電機處于運行期間,易受到圓整誤差、逼近誤差的影響,導(dǎo)致驅(qū)動期間發(fā)生速度不具合理性的狀況。其中,對于圓整誤差來說,是指在對步進(jìn)電機控制過程中,讓脈沖當(dāng)量形成的直線位移達(dá)到最小值,然后控制零件圖紙尺寸與脈沖個數(shù),使其滿足對接規(guī)格參數(shù)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求;而在實際數(shù)學(xué)處理作業(yè)期間,只允許把脈沖當(dāng)量值當(dāng)作圓整,進(jìn)而便易引發(fā)誤差問題。此外,對于逼近誤差來說,指的是針對零件輪廓進(jìn)行編程期間,會使用到擬合思想計算近似算法,以此保證計算獲取的數(shù)據(jù)與輪廓逼近;與此同時,基于不規(guī)則零件處理期間,采取近似對非圓曲線的線形分割方法,用直線將曲線代替,使得形成的刀具輪廓和實際加工擴型之間有所差異,這種差異即為逼近誤差??傊?,無論是圓整誤差,還是逼近誤差,均會影響數(shù)控車床加工的精度,所以需采取有效方法,使這兩種誤差得到有效控制。
3數(shù)控車床加工精度提高措施分析
為了提高數(shù)控車床加工精度,需采取有效的提高措施??偨Y(jié)起來,具體提高措施如下:
3.1伺服系統(tǒng)驅(qū)動誤差控制
基于數(shù)控車床設(shè)計期間,有必要嚴(yán)格控制伺服系統(tǒng),進(jìn)而使加工精度得到全面、有效的控制。一方面,需對驅(qū)動裝置的動態(tài)性能加以改善,及時更新整體設(shè)備的驅(qū)動裝置;或者,通過性能優(yōu)良的驅(qū)動設(shè)備的定期更換,使數(shù)控車床基于驅(qū)動期間,可以獲得優(yōu)良的控制效果。另一方面,有必要提升裝置的抗壓水平及承載能力,保證伺服系統(tǒng)能夠?qū)C械零件起到承載作用,進(jìn)一步使加工零件控制的精準(zhǔn)度得到有效提升。此外,將數(shù)控車床將伺服裝置安裝完好之后,需結(jié)合具體的加工需求,對系統(tǒng)參數(shù)加以優(yōu)化,從而使數(shù)控車床的誤差得到進(jìn)一步的控制。
3.2車刀運行幾何精度控制
由于數(shù)控車床的加工精度,會受到車刀運行幾何精度的直接影響。所以,對于數(shù)控車床相關(guān)設(shè)計工作人員來說,有必要結(jié)合具體加工需求,以力學(xué)角度為切入點,使數(shù)控車床的車身導(dǎo)軌得到合理科學(xué)的改善,進(jìn)而使其幾何精度得到有效提高,保證整體導(dǎo)軌的精度及抗壓效果優(yōu)良,進(jìn)而使車刀的運行得到有效控制。與此同時,考慮到車刀運行期間能夠?qū)?shù)控車床的各項功能有效發(fā)揮出來,可采取斜床造型將既往復(fù)雜的鑄件整體結(jié)構(gòu)代替,從而使數(shù)控車床的抗彎效果及承載能力得到有效提高,進(jìn)一步提高數(shù)控車床的加工精度。
3.3運行誤差控制
如前所述,受到圓整誤差、逼近誤差影響,會使數(shù)控車床電機在運行期間的質(zhì)量受到影響,進(jìn)而影響數(shù)控車床加工的精度。因此,一方面需對電機轉(zhuǎn)速進(jìn)行合理控制,同時對機械剎車功能進(jìn)行合理應(yīng)用及控制,保證誤差值控制在允許值標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。另一方面,需對零部件成本與樣本之間的偏差進(jìn)行合理管控,使數(shù)控車床加工的精度得到有效提高,進(jìn)一步提高加工生產(chǎn)質(zhì)量效益。
3.4誤差補償改進(jìn)控制措施
除上述提高數(shù)控車床加工精度的措施以外,還有必要結(jié)合數(shù)控車床加工的實際情況,落實有針對性的控制措施,以誤差補償改進(jìn)控制措施為例,在數(shù)控車床加工精度控制期間,通過誤差補償?shù)姆椒?,主要針對已?jīng)存在的坐標(biāo)軸進(jìn)行補償,利用軟、硬件結(jié)合的方法,使加工產(chǎn)品的進(jìn)度得到全面提升。值得注意的是,基于半閉環(huán)伺服系統(tǒng)運行期間,反向偏差可能會導(dǎo)致定位進(jìn)度受到影響。所以,基于誤差補償期間,需通過反向偏差補償?shù)拇胧?,使此類誤差得到有效抵消。在數(shù)據(jù)車床設(shè)計階段,為了使加工精度得到有效控制,通過誤差補償措施的應(yīng)用,可對現(xiàn)有的數(shù)控車床進(jìn)行合理利用,無需更換,能夠使企業(yè)的成本得到有效控制。此外,在絲杠進(jìn)給作業(yè)期間,通過誤差補償措施的應(yīng)用,可實現(xiàn)對滾珠絲桿的有效補償?;跀?shù)控車床加工期間,絲桿進(jìn)給是否準(zhǔn)確,對數(shù)控機床的精度影響較大,若絲桿進(jìn)給不夠準(zhǔn)確,則數(shù)控機床的精度難以得到有效控制,進(jìn)而易產(chǎn)生誤差問題;尤其在螺紋加工期間,因使用了橫縱聯(lián)動的方式,在橫縱絲桿出現(xiàn)縫隙的情況下,進(jìn)一步會使螺紋加工發(fā)生比較大的誤差問題。針對此類情況,數(shù)控機床相關(guān)技術(shù)控制工作人員,需通過間隙補償?shù)姆椒ǎ龊脻L珠絲桿誤差的補償處理,使間隙有效消除,從而使數(shù)控車床滾珠絲桿的性能及使用年限得到有效提高。此外,為了使數(shù)控車床加工精度得到全面提高,還有必要選擇合理的加工工藝,降低加工誤差,提升加工質(zhì)量及精度。
4結(jié)語
綜上所述,數(shù)控車床在機械加工生產(chǎn)作業(yè)中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用,然而受到一系列因素的影響,會使數(shù)控車床的加工精度降低。因此,需加強伺候系統(tǒng)驅(qū)動誤差控制、車刀運行幾何精度控制以及運行誤差控制。此外,還有必要結(jié)合數(shù)控車床實際運行情況,落實誤差補償改進(jìn)措施等,以此有效提高數(shù)控車床加工精度,進(jìn)一步促進(jìn)數(shù)控車床加工生產(chǎn)作業(yè)質(zhì)量效益的全面提高。
參考文獻(xiàn):
[1]吳福昌.數(shù)控車床加工精度的影響因素及提高措施分析[J].機電工程技術(shù),2019,48(07):13-14+119.
[2]任軍亮.數(shù)控車床加工精度的影響因素及提高措施分析[J].時代農(nóng)機,2019,46(07):33-34.
作者:王鵬 單位:中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司加工制造分公司