数控机床精度改进研究

数控机床精度改进研究（共3篇）

数控机床精度改进研究 篇1

随着社会的进步,我国的科学技术也随着飞速发展,人们现代化的生活中,机械化已在人们的生活中得到广泛使用。机械化使用让人们从繁忙的体力劳动中解脱了出来,同时机械加工技术也得到了飞速的发展。如果使用机械化,那么数控机床上生产的产品,都只是依赖于机床自身加工精度。然而在数控机加工中仍然存在许多影响,影响数控机床的加工精度有很多,使用过程中也会出现很多的不确定因素对加工精度造成影响。在此本文就数控机床加工精度的影响因素进及改进措施进行以下探讨。

1 进给间隙对数控机床加工精度造成的影响及改进措施

机床主要靠五个部分组成的传动设备来进行运转,传动设备分别由连轴节、减速齿轮、滚珠丝杠副及支承轴承组成。在这些传动设备的五个组成部分的运转过程中往往容易会出现进给间隙,数控机床加工精度最终收到严重影响。特别是在运动换向时会造成更大的影响,与此同时丝杠螺母副的间隙还会影响到丝杠螺母的刚度,最后对工作台进给精度造成影响。因此,我们可以将等于最大轴向力的1/3预紧力施加在双螺母预紧的滚珠丝杠副内.这样进给间隙基本可以得到消除,而且对滚珠丝杠副的使用寿命没有任何的影响。在机床运转过程中还有齿轮相互之间容易出现的空隙,对于齿轮相互之间容易出现的空隙,我们可以通过齿轮的制造精度来进行改进,改进方法主要是对轴承进行定压预紧,这样不但能提高轴承的刚度还可以有效地消除齿轮之间的相互间隙。同时我们在轴承通过对其进行定压预紧时,还必须要考虑丝杠热变形对间隙造成的影响。

对于齿轮传动空隙对机床加工精度造成影响,可以改善齿轮综合误差进行消除空隙。当然上述措施不是唯一能消除齿轮相互见空隙的方法,除此之外之外,我们还可以通过软件补偿实现。

2 步进电机与数控机床共振对加工精度造成的影响及改进措施

在工作中机床是电机最重要的构件,当机床收到电机产生的转子转动的衰减振荡和脉冲当量误差之后,电机振荡和对机床都是相互牵连的,从而导致机床的加工精度就会受到影响。其原因主要是因为电机通常情况下的阻力会很小,所以出现脉冲当量误差和产生转子转动的衰减振荡后,产生的振荡频率和电机的自身的固有频率接近相似,最终使电机和机床的共振,共振发生后,振动幅值与原来的相比会成倍增大。虽然转子衰减振动能够将置处回到平衡位,但是平衡位置处的能量却不能为零,当下个脉冲过来的时候,只会在原来基础上进行叠加,造成的动态误差也随之增大,甚至造成失步的可能。所以在对进步电机进行工作的时候,我们应该尽量避免机床的共振频率或者在必要的时候加大电机的阻尼,一提高电机的固有频率,可以防止共振能够很容易出现,这样可以有效的避免进步电机对数控机床加工精度影响。

3 编程的漏洞对数控机床加工精度的影响及改进措施

编程的过程中,由于使用的外部形状是通过近似算法来模仿的零件,所以在编程过程中经常出现逼近的误差。虽然不会影响到直线的加工,但是在加工非圆曲线的时候,程序就会近似地将这些非圆的曲线,以直线廓形代替曲线廓形,这时就会导致误差。最终加工零件的尺寸精度和数控机床加工精度因此受到受到影响。编程过程中,虽然数控机床上能实现对几何误差的软件补偿,但还是不能解决根本问题,还是容易出现插补误差。因为倾斜直线主要是沿平面上两个坐标轴方向刀具走折线而形成,而插补误差主要是由脉冲均匀程度、机床分辨率、控制系统的动态特性四个方面构成,然后会造成工件表面呈锯齿状,最终形成插补误差。与此同时,在插补运算的时候,整个加工过程都以某一固定点为基准,每执行一个过程都以前一个点作为基础,这样连续执行多段程序必然导致方式编程增量,最后产生累积误差,对加工精度造成影响。编程的过程中机床产生移动和定位误差都是因为误差累积到一定程度的时候造成的,因此我们要想让机床回到插入参考点的时侯把各坐标清零就应该采取一定减小累积误差和预防堆积的措施。然而要想消除对数控系统运算的累积误差,就必须在操作过程中多植入回参考点指令,这样加工精度才能得到保证。编程误差对机床加工精度的影响,一般可以通过减小插补间隙或增加机床分辨率的方法。不需要进行专门软件的补偿,但是在必要的时候,还是可以进行软件补偿的。

4 气温及工艺系统热变形对加工精度的影响及改进措施

4.1 气温对加工精度的影响

在机械化试用过程中,金属材料也具备热胀冷缩性质,因此零件尺寸也会受到温度的变化的影响。面临这个问题,为保证零件在其他温度条件下也能合格,我们可以在夏季加工尺寸应加工至靠近上偏差;在冬季尺寸应加工至靠近下偏差,这样就可以解决金属材料收到气温影响造成的零件尺寸偏差问题。

4.2 工艺系统热变形对加工精度的影响

在机械加工过程中,由于切削热、摩擦热对数控机床工艺系统的每个位置产生的温度均不同,所以对工件、刀具、机床之间的相互位置及刀具之间相对运动的影响也不同,最终影响机床加工精度的准确性。针对工艺系统热变形影响数控机床加工精度的问题,我们可以通过增加数控机床的传动系统和机床结构的刚度和热稳定性,并通过计算机软件对反向间隙与丝杠螺距误差进行自动补偿。最后要提高加工精度必须在加工过程中要经常测量调整刀具补偿或尺寸,这样才能克服工件及刀具的热变形,确保数控机床的的稳定性和加工精度。

5 结语

综合上述数控机床进给空隙、进步电机和软件编程及温差等方面对数控机床加工精度的影响分析及改善措施,总结出,我们可以把这些规律和经验在普通型数控机床上试用的话,会使其精度提高到精确的精密级,最终达到更完美的效果。所以有效的控制对数控机床加工精度造成影响的因素对机械化发展起着重要作用。

摘要：本文主要对数控机床加工精度误差原因分析和控制措施进行论述,并从进给间隙、步进电机、编程的漏洞等方面进行分析,且根据笔者多年来的工作经验和相关知识提出相关控制措施,希望能给予相关专业读者借鉴。

关键词：数控机床加工精度原因分析改进措施

参考文献

[1]王侃夫.数控机床故障诊断及维护[M].北京:机械工业出版社,2002^.

[2]吴祖育等编.数控机床.上海科学技术出版社,1989.

[3]毕毓杰编.机床数控技术.机械工业出版社,1996.10.

[4]王洪.数控加工程序编制[M].北京:机械工业出版社,2003.

数控机床精度改进研究 篇2

1.1 数控车床加工精度产生误差的原因

数控车床不同于传统的手机车床, 它的精密度很高, 而控制其精密度的主要是数控车床的自动化数控系统和机械精度, 数控车床的中心部分就是数控系统, 它对所加工的零部件的精密度起着决定性的作用, 而机械精度只会影响和制约车床加工时的精确度。

数控车床出现精度误差的原因主要有: (1) 数控车床主轴的轴承跳动所产生的误差; (2) 数控车床长时间工作产生的热变形误差; (3) 数控车床所用刀具磨损或不稳定产生的误差; (4) 刀具在工作中由于振动所产生的误差; (5) 数控车床运行过程中的几何误差。

1.2 数控车床产生误差的原因分析

数控车床的工作原理为:数控装置内的计算机对通过输入装置以数字或字符编码的方式所记录的信息进行处理后, 再通过伺服系统和可编程序控制器向车床的主轴及进给等机构发出指令, 车床的主体按照这些指令对工件加工所需的各种动作进行控制和加工。

目前, 大部分的车床都是利用伺服电机来驱动滚珠丝杠去进行位置的控制, 也就是说滚珠丝杠直接制约着数控车床的精密度, 如果在传动上出现误差, 那么工件的精密度也就随之出现偏差。另外, 数控车床对工件等的加工都是要通过刀具来实现的, 所以刀具也是影响其精密程度的主要因素之一。一般情况下, 刀具要根据所加工的工件要求去选择刀具的主偏角、刀尖与工件中心高的距离、刀尖圆弧半径等等, 如果配比不好的话, 不仅会产生偏差, 致使精密度降低, 而且直接影响了工件的美观度。

2 提高数控车床加工螺纹精度的有效方法

2.1 合理利用车床的补偿功能

一般的数控车床所采用的伺服系统其精度会受到反向偏差的影响, 这时在工件加工时就可以利用数控车床所具有的补偿功能, 对其采取相对应的补偿措施来降低这种反向偏差所带来的影响, 使其精度在一定程度上得到及时的补偿和修正。

2.2 做好事前预防措施

事前预防第一要做的就是要消除误差源, 对车床的生产加工及装配精度严格要求, 增加车床的钢度以及生产环境温度的适宜度, 防止热变形, 这些措施都是一些硬性的条件, 当车床的质量达到一定的要求后, 就很难再提高, 因为经济性的问题, 这个方法在使用过程中受到了一定的限制。

2.3 合理选择和控制刀具

大家知道任何车床的机械加工都离不开刀具, 它也是数控车床进行工件加工的最重要的工具, 所以要控制其精确度, 对于刀具的选择与控制是尤为关键的。首先, 刀具要耐磨、耐高温、强度系数要高;其次, 要求刀具必须要能承受冲击力、压力、震动等;再次, 所选择的刀具必须与所加工的工件相匹配, 比如说所加工的工件的材质硬度大小适合用高速钢的刀具还是用超硬材料的刀具, 这些都是根据情况而进行选择的;最后, 刀具在生产加工工件时的几何角度必须严格控制好, 这也是保证其精度最关键的一个环节, 如果刀尖的圆弧半径太大的话, 所加工出来的工件表面就比较细化, 但其缺点就是这样的刀具的刀尖强度就会差些, 会容易断裂。另外, 车刀的主偏角会影响刀尖的强度、切削层的形状等等, 所以在刀具的选择和使用上一定要做到结合实际, 合理控制, 只有这样才能有效的提高数控车床的加工精密度, 保证工件的加工质量。

2.4 运用切削液进行降温

运用切削液的目的就是为了降低在车床加工过程中所产生的热量, 减小由于热变形而引起的误差, 因为切削液能在工件及刀具表面形成润滑膜并能及时冲走所产生的铁屑, 减少刀具与工件之间的摩擦, 提高加工的光滑度, 降低刀具的磨损率。切削液的选用也要根据所加工的工件的材质及精度而定, 一般的工件加工只要用水做切削液就行了, 但如果所加工的工件其材质粘度大的话, 再用水做切削液就收不到良好的效果了, 而必须用煤油等光滑一些的切削液来进行降温处理。

3 结语

综上所述, 随着机械加工行业的现代化, 数控车床已经成为制造加工业中的重要一员, 它对工件的加工不仅方便、快捷、高效, 而且在一定程度上节约了人力, 所以受到大家的青睐, 但由于它的数字化程度较高, 与普通车床相比, 所要求的操作人员的专业素质及操作技能也必须要进一步的提高, 只有这样才能更好的解决数控车床加工过程中所出现的一系列影响精度的问题, 并能找出原因, 掌握规律, 采取措施, 防止误差的产生, 加工出高精度、高质量的工件, 使数控车床更好的服务于我国的机械加工制造业。

参考文献

[1]马兴昭.浅谈如何在数控车床加工中提高螺纹精度[J].经营管理者, 2014, 35:462.

[2]刘春利, 赵红梅.提高数控车床螺纹加工精度的研究[J].现代机械, 2009, 06:3-5.

[3]张飞霞.提高经济型数控车削螺纹精度的工艺研究[J].中国制造业信息化, 2008, 23:46-47+50.

[4]麻东升, 刘长荣, 张小芹.影响薄壁零件加工精度的因素及工艺措施[J].河北科技师范学院学报, 2008, 04:62-65.

数控机床精度链设计方法研究 篇3

1 数控机床自身优势概述

普通的机床或者专业化程度较高的自动机床面临精密复杂零部件的制造同样束手无策, 而企业在面临着市场激烈竞争的背景下, 只有革新技术才能提高生产效率, 才能通过降低成本获得更大的利润空间, 数控机床作为一项技术革新, 其不仅加工精度高, 具有稳定的加工质量, 而且数控机床可以进行多坐标联动, 加工传统机床所不能加工的复杂的零部件, 不仅能提升机床的加工效率, 而且也使得产品的加工质量得到有效保障。除此之外, 利于数控机床进行机械制造产品的加工也是对劳动者的福利, 由于机床的智能化水平较高且自动化程度高, 所以可以减轻劳动者的劳动强度。同时从数控机床产生与发展的历史可以看出, 数控机床的发展更加趋于高精度、高效率、高柔性、高自动化且功能趋于多元化[2]。

2 数控机床精度链设计方法探析

2.1 数控机床精度检测概述

数控机床因为所涉及的产品均为高精端产品, 所以产品的相关系数出现丝毫差距也会影响产品的质量, 因此对于数控机床在正式投入运行之前必须要进行精度检测, 而且在数控机床的使用过程中也要定期对数控机床的精度进行检测。数控机床精度检测的常用工具为检套、检棒、步距规、千分表、桥尺等。数控机床的精度主要包括几何精度、传动精度、定位精度、重复定位精度以及工件精度等类型, 同时不同型号的数控机床在精度检测方面所需要的条件和要求是存在差别的。

2.2 数控机床精度链设计的具体方法及注意事项

首先, 要确保数控机床的精度就必须要对数控机床的运动系统形成有效的控制。数控机床的运动系统是一个相对较为复杂的动力学系统, 加工精度是衡量数控机床是否具有良好性能的一项重要指标, 其中影响数控机床加工精度的因素多种多样, 既包括数控机床本身存在影响精度的因素, 而且还有可能受到其他因素的影响进而出现误差, 例如数控机床以及工艺系统出现变形、数控机床在生产的过程中产生振动以及磨损、数控机床的刀具存在磨损等等。不过在上述各影响因素中, 数控机床自身精度是一个不可忽视的重要因素。因此, 在数控机床运动的过程中, 应尽量将机床的控制系统单独设置为一个较为完整的模块体系, 尔后通过智能操作实现对机床系统的指令发布和有效控制, 而且对于控制系统与设备整体系统的接口处更要实现对输出量的有效控制。

其次, 要善于利用在插补前进行加减速的控制。数控机床的运动由于加工工艺以及加工技术的要求不同, 所以对于机床各个坐标轴的运动速度也要根据具体的加工工艺进行适度调整, 如果在运动中采取插补后加减速控制, 那么机床很有可能由于速度变化过大进而导致加工误差增加, 不仅违背了数控机床的运动目标, 也会给产品质量带来瑕疵。因此, 在机床运动加工过程中应善于在插补前进行译码, 并根据时段的具体情况判断是否需要通过插补加减速度, 这样不仅能使得机床加工速度的平稳过渡, 而且也是减少误差的有效方法之一, 进而提升加工精度。

最后, 对于数控机床加工精度的提升主要包括两种较为有效的途径, 一种是在数控机床开始运动之前, 通过预检测发现机床所存在的问题与误差, 进而从机床误差产生的根源入手进行该问题的解决, 这样既能避免数控机床在运动过程中出现误差的可能, 而且也能一次性保证产品的加工质量。另一种途径就是当数控机床在运动中产生误差之后, 相关技术人员和操作人员通过对误差数据进行检测和分析, 进而总结经验教训, 对机床之所以出现误差的原因进行查找和完善, 以期在今后的数控机床加工中能够有效对误差进行修正, 降低机床出现误差的可能, 提升数控机床的加工精度。前者属于误差产生的事前预防, 而后者则属于避免误差再次出现的事后预防。其中事前预防作为标本兼治的有效途径之一, 也是提升数控机床加工精度的基础性方法, 所以在机械制造领域的各位专家认真致力于通过改善数控机床自身的结构、提升数控机床的刚度以及通过改善数控机床制造材料的稳定性等方面的研究, 以期能够在数控机床运动之初就能将其可能产生的误差值缩减到最小, 甚至是消除机床可能会产生的误差, 进而提升机床的运行稳定性和精确性。

3 结论

综上所述, 数控机床的广泛运用为现代制造业的发展和革新创造了可能并提供了条件, 也为我国国内制造业的蓬勃发展和繁荣提供了巨大推动力。与此同时, 数控机床的普遍应用不仅能在宏观上为国内外制造业的发展构建新的格局, 改写制造业的历史, 而且从微观的角度而言, 数控机床在实践当中的普遍采用还能在很大程度上提高制造产品的质量, 提升劳动者的工作效率和生产效率, 同时该项技术也能在一定程度上影响和改变我国当下制造业的生产格局和结构, 创新生产管理方式。因此, 在数控机床精度检测的过程中应严格按照机床的检测程序进行, 而且精度的检测需要定期进行且每次检测完成之后都要将相关情况进行记录, 对于精度检测过程中发现的问题及时设计具有针对性的方案予以解决, 只有如此才能让数控机床加工系统更加精准, 更好的为我国制造业的繁荣发展做出贡献。

摘要：随着社会分工的细化以及科学技术的不断革新, 各领域的新产品不断涌现, 机械制造业作为我国国民经济发展的基础性产业, 其生产产品的类型更加趋于精密化和复杂化, 尤其是在那些航天、航海以及军事等关键领域所需要的机械零部件更加精准, 技术要求也更为严格, 而由于这部分零部件制造复杂且难度大, 所以加工此类产品的设备需要不断更新和调试, 数控机床的应运而生为精密化产品的制造提供了极大地便利, 然而由于数控机床加工精度受到多方面因素的影响, 所以数控机床在运动过程中时常会出现加工存在误差的情形, 机械制造领域的专家学者开始逐渐关注和重视如何将机床运动的误差予以消除或者大幅降低, 进而对加工精度予以提升。本文首先就现代数控机床的自身优势及其精度检测进行简要介绍, 进而对数控机床精度连设计中应注意哪些问题进行浅析。

关键词：数控机床,精度连,设计方法,设计研究

参考文献

[1]李新友, 徐寅, 李强, 等.多轴数控机床精度综合方法研究[J].机床与液压, 2014, (19) .