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经济型数控机床加工精度探讨
​当前对于数控加工领域来说,提升经济型数控机床加工精度一直以来都是人们研究的重点,同时也是进行数控机床改造的主要方向,对数控机床加工领域的发展有着非常重要的意义。分析步进电机驱动经济型数控机床的加工精度主要影响因素,提出促进精度提升的主要策略和方法。对数控机床进行改造,主要目的是提升其加工精度。根据对当前实际情况的分析,对经济型数据机床的加工精度产生影响的因素比较多,比如原机床精度、静动态特性、刀具形状误差、机床调整、对刀偏差、伺服系统性能等,这些因素与数控机床加工精度相关,也是研究的重点。1、步进电机对数控机床加工精度的影响1.1步进电机步距角的影响从经济型数控机床的组成结构来分析,步进电机是影响最为直接的部件,主要是受到其脉冲当量k的影响,该参数通过下式进行计算:k=αit/360式中:α为步进电机步距角,(°);i为齿轮减速比;t为滚珠丝杠导程,mm。步进电机在生产加工中,其定子齿与极分度不均、转子齿形加工不准确和负载力矩的波动影响,会导致驱动电源各相电流不平衡,进而导致平衡点不一致,使电机的实际步距角和理论步距角存在较大的差异。结合上式进行计算,步距角差值会给脉冲当量k产生直接的影响,最终导致数控机床加工精度不能达到规定要求。不同等级的电机的步距角精度有着很大的不同。为了能够更好地促进数控机床加工精度的提升,在综合分析电机成本的前提下,应该尽量选择使用等级较高的步进电机,从而可以提升加工的精度和水平。1.2步进电机动态特性方面的影响步进电机的动态特性主要影响步距角的稳定性,如果没有严格控制,会导致出现脉冲当量误差过大的情况进而导致机床加工精度比较低,影响最终加工效果。步进电机在运行中属于二级振荡工作的方式,在脉冲响应阶段的控制中,主要表现的是转子转动衰减振荡的形式。因为电机结构组成有一定的特殊性,其自身的阻尼非常小,如果脉冲频率与电机的固有频率比较相近,就会在工作中出现共振的情况。电机响应过程中在转子衰减之后再次回到平衡点附近的位置上,然后就是脉冲出现,转子会逐步从新状态直接获得能量并且围绕新的平衡点开始衰减振荡。在控制振荡频率和电机固有频率比较相近的条件下,振荡幅值就会逐步增大,导致动态误差也会增大,进而导致出现失步情况。动态误差的出现,会直接导致步距角发生变化,进而就会出现传动精度不足的情况。为了能够促进数控机床加工精度的提升,应该防止出现共振的问题,以消除动态响应误差。如有必要,可以在电机轴外增加阻尼环装置,以适当增大阻尼,从而降低振荡的影响。2、进给机构对数控机床加工精度的影响2.1滚珠丝杠导程误差的影响滚珠丝杠在加工制造中存在导程误差,很多情况下都是无法避免的。根据目前的计算标准,丝杠导程误差导致的脉冲当量误差可以按照下式进行计算:Δkd=αiΔt/360因此,在数控机床的加工制造环节,应该选择精度比较高的滚珠丝杠部件,减小丝杠导程误差,从而可以促进机床加工精度的提升。2.2进给机构间隙的影响在进给机构各个元件的组成中,会因为多个间隙共同存在而导致工作台的精度无法达到要求,尤其是在运动换向的过程中,会因为间隙的存在而直接影响数控机床的加工精度。3、编程误差对数控机床加工精度的影响数控机床和传统形式的机床存在明显的区别,最终的零部件加工精度和加工过程有着直接的联系,同时也会受到编程的影响;因此,如果零部件加工程序编写存在很多的问题,或者偏差过大,将会直接导致编程误差的存在,进而降低加工精度。3.1编程中逼近误差的影响逼近误差主要是通过近似算法逼近零部件轮廓所产生的误差形式。在进行非圆曲线部分的加工环节,如果采用直线轮廓取代曲线轮廓的方式,刀具加工之后所形成的轮廓就不能准确地和加工轮廓重复而导致误差的存在。如果被加工的零部件轮廓成形方程已经知道,则应该在编程中采用列表曲线逼近的方式,此时就无法真正地确定逼近误差,加工精度的控制难度也会加大。3.2插补误差的影响经济型数控机床在进行工件加工过程中,倾斜直线通常是通过刀具根据平面中的坐标轴的方向沿着折线加工形成,从而会导致工件表面存在锯齿形,此时就会产生插补误差。对于插补误差来说,主要是受到如下几方面因素的影响:机床自身的分辨率、机床的脉冲均匀性、机床控制系统在工作中的动态特性、插补选择方式、插补计算方法等。如果没有综合考虑这些因素,就会导致插补误差的存在,进而对最终的零部件加工精度造成比较大的负面影响。3.3编程中圆整误差的影响使用步进电机的经济型数控机床在机械加工时,脉冲当量的数据会对直线位移最小数值产生直接的影响。在编程过程中,主要是根据零部件的尺寸,将其直接转化成为控制脉冲的数据。尺寸最小单位就是脉冲当量值,该数值与机床加工精度的极限值有着关联。零部件的结构尺寸在数据处理时,只能将其圆整到一个脉冲当量值,但是会直接导致编程过程中就存在圆整误差,这一误差将会给最终的加工精度造成不利的影响。从实际加工情况分析,编程误差对机床加工精度所造成的影响是最为直接的,通常来说并不需要专用的软件来进行补偿,但是可以通过插补间隙或者增加机床分辨率等方式来进行处理,以更好地促进最终加工精度的提升。4、结语经济型数控机床加工精度的影响因素比较多,本文重点分析比较常见的几种,除此之外,还有加工环境、对刀、换刀等,不同的因素对精度的影响也是不同的,需要采取相应的措施和积极研发新技术,以促进数控加工技术的提升。
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数控机床设备电气故障应急处理研究
​近年来,我国信息技术水平不断提高,得到了全面发展,促使各行各业进一步发展,尤其是机电数控技术与设备。数控机械设备自动化有效促进了企业的生产能力,同时能保证生产的安全性和生产质量。然而,当前数控机床设备在运行过程中易出现电气故障,会影响到整个设备的运行效率。基于此,分析数控机床设备电气故障,加强研究电气故障的应急处理,能够有效保证数控机床设备的运行效率和使用寿命。与其他类型的设备相比,数控机床设备的不同之处主要表现在其运行效率并非由自身的性能决定,而是由数控机床设备的维修与保养决定。由此可知,对数控机床设备进行维修与保养至关重要,能够有效降低数控机床设备电气故障发生率,确保机床设备的运行效率和运行稳定性。因此,相关工作人员需重视数控机床设备的应急处理工作,对电气故障,采取相应的应急处理措施与养护措施,从而有效提升设备的生产效率。1、数控机床设备常见的电气故障1.1数控机床设备的软硬件故障具体来说,数控机床设备在运行过程中,软件与硬件出现故障较为常见。倘若数控机床设备硬件出现故障或损坏,相关人员需对整个数控机床设备进行修复。难以修复时,需要更换全新的设备,以确保数控机床设备能够正常、稳定运转。数控机床设备软硬件出现故障,主要是因为编程错误或是设置参数错误。因此,对数控机床设备软硬件故障进行检测的过程中,相关技术人员需要对具体程序的内容进行改变,并调整参数,确保科学操作,从而有效避免数控机床设备出现软硬件故障[1]。1.2数控机床设备的系统故障与随机故障数控机床设备在运转过程中一旦应用时间增加,易出现系统故障和随机故障。所谓系统故障,是指数控机床设备的设备系统较为老化,在其运转一段时间后产生系统故障。随机故障则是指数控机床设备在运行过程中偶然出现的故障[2]。系统故障和随机故障都较为复杂,因此对其进行检测与维修具有一定的难度。为保证检修工作的科学性,同时为有效避免系统故障问题和随机故障问题,需要相关人员加强对随机故障的排查工作,多增加排查的次数,并且需要反复调试系统结构,从而有效保证对故障的检测,充分发挥维修措施的效用。1.3数控机床设备的一般性故障与突发性故障根据数控机床设备在运转过程中故障问题发生的概率对常见故障进行划分,可分为一般性故障和突发性故障。所谓一般性故障,是指数控机床设备运行时间较长,周期一长易出现超过负荷运行生产等必然性故障。对一般性故障进行检测与维修,可依靠人的多感官系统进行观察、控制与预防。突发性故障则是指难以准确预测的故障,发生的原因通常是电气接触不良、部件损耗等。2、数控机床设备电气故障诊断与处理2.1诊断步骤数控机床设备容易出现电气故障,主要是因为机加工车间空气存在诸多污染物,如灰尘、金属粉末等。这些污染物落到数控机床设备的数控系统中,尤其是落到印制线路板、电子器件上面,易导致元器件绝缘电阻下降、元器件与印制线路板损坏等,从而出现电气故障。对数控机床设备电气故障进行诊断,可通过以下诊断步骤来实施。相关维修人员在出现电气故障进行诊断前,需要询问相关人员具体的情况,主要包括故障发生的情况与表现以及故障产生的原因,便于对故障发生的部位及原因进行判断。对故障进行检查与分析,并且仔细观察工作寄存器和缓冲寄存器,了解数控机床设备在故障发生前已经执行的程序。另外,需检查印制电路板上的报警红灯。倘若报警红灯消失,则意味是软件出现故障;倘若报警红灯并未消失,则是硬件出现故障。数控机床设备电气故障出现的原因较多,在对电气故障进行诊断时,相关维修人员需结合配套的数控系统诊断手册与说明书,罗列并分析电气故障产生的原因。例如,CKA6150数控机床设备在运转过程中突然出现主轴急停故障与报警信息,主要原因是主轴电机绕组短路、电路板故障以及晶体管模块损坏。数控机床设备电气故障的诊断与维修,可罗列电气故障产生的原因,并且进行一一排除,以寻找到真正的原因。相关维修人员需做好准备工作,如采购零部件、准备工具仪表等,然后再对可能出现故障的原因进行逐一排查,以准确寻找到电气故障发生的具体原因。2.2处理方法2.2.1直接观察法对数控机床设备电气故障进行应急处理,可运用直接观察法,这是最常用的处理方法。所谓直接观察法,是指相关人员依靠肉眼感官,结合已有的经验,寻找电气故障发生的原因,并采取相应的处理方法。直接观察法操作较为简单,加上鲜少依赖工具,因而被广泛应用,成为当前数控机床设备电气故障最常用的应急处理方法。运用直接观察法对设备电气故障进行处理的过程中,相关技术人员需要询问其他操作人员有关电气故障发生的情况,特别是了解数控机床设备电气故障发生时的使用情况,之后用肉眼观察数控机床设备的外观情况,判断其是否出现裂缝或破损,还可通过鼻子闻设备是否存在异味,从而结合已有的经验,科学、合理地判断数控机床设备电气故障发生的部位与原因。2.2.2自我诊断功能法当前,绝大多数数控机床设备数控系统存在自我诊断功能,能够为相关维修人员的维修工作带来便利,提供相应的诊断信息,同时能全程有效地监测数控系统软件运行,从而为维修人员对设备电气故障进行诊断提供方便。运用自我诊断功能法进行检测,倘若出现异常情况,数控机床设备会出现报警信息或是二极管指示故障信息,需立刻切断电源,确保数控机床设备能够稳定运转。科学、合理地运用自我诊断功能法,能够呈现出系统与主机的数控系统部件,促进相关维系人员寻找到故障位置,即发生于数控系统部位还是机械部位。数控机床设备出现停机故障,通常是因为软件故障或者操作不当等。因此,出现系统故障后需要检查软件,从而有效保证维修的工作量。另外,数控机床设备出现故障后会产生报警信息,维修人员需要结合报警信号科学、合理地进行处理。2.2.3参数检查法数控机床设备电气故障的诊断与处理,还可运用参数检查法。电气故障发生的部分原因是设备参数出现问题,因此当数控机床设备数控系统出现故障或是报警信号消失时,应该采用参数检查法检查与核对相应的系统参数。通常情况下,不需要修改系统基本参数,需要将整项参数存放到磁泡存储器中。倘若受到外界因素的影响与干扰或者设备电量不足,其部分参数会混乱或者丢失,从而影响到数控机床设备的稳定、正常运转。对数控机床设备电气故障进行处理,可通过修复参数的方法。数控机床设备长期运转易导致性能参数发生变化,需要不定期调整参数,并对其进行研究。通常,一些数控机床设备出现电气故障主要是相关操作人员并未及时对电气元器性能参数进行调整与修正,可称为软故障。因此,这对相关维修人员提出了更高要求,需要维修人员具有丰富的电气调试经验,从而有效处理数控机床设备的故障问题。3、结论综上所述,数控机床设备存在一些常见的电气故障,相关技术人员需要掌握电气故障的应急处理措施,掌握电气故障诊断的相关步骤,可采用直接观察法、自我诊断功能法以及参数检查法等进行操作,从而尽快处理故障问题。
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数控车床对机械加工的影响
​在现代数控车床中,不仅应用了大量的数控技术实现对车床的一体化控制,而且还能运用数字化控制技术达到自动化控制的目的。其中,切削加工中,其切削能力将直接给机械加工的精确度带来影响。因此,本文主要对其带来的影响进行了梳理,并分析了提高机械加工精确度所需的对策,最终在提高数控车床切削控制能力的同时优化机械加工精确度。数控车床切削能力的高低,将直接对机械加工的精确度带来影响,所以我们既要加强对其影响因素地分析,又要采取科学的算法对工艺参数进行优化和完善,达到提升精确度的目的。1、影响因素1.1切削参数由于数控车床在制造业中得到广泛应用,切削参数的设置将直接对切削能力的大小带来影响。所以,需要切实做好切削参数的设置。但是,数控车床在切削加工工艺方面,需要紧密结合加工设计与工艺要求来确定,同时还要对车床性能与加工工况等限制性因素考虑进来,比如加工余量和工件加工的表面粗糙度,以及数控车床的功率和最大切削力等,均会影响到切削参数的设置,进而对机械加工精确度带来影响。所以需要结合数控车床的实际,切实做好工艺参数的设计和优化,尤其是在切削速度、进给量、背吃刀量、车床功率、切削力、表面粗糙度等方面的约束下,采取针对性的方法强化对其约束条件的优化,并科学的算法来优化参数设置[1]。1.2操作工艺因为随着数控车床运行时间和压力荷载的变化,使得数控车床和刀具容易出现变形的情况,使得机械加工的精确度受到影响。所以在控制切削参数的同时,还要在操作工艺上加强对其的重视,必须在振动控制、速度控制方面,就需要加大对其的重视,在振动控制方面,主要是在安装数控车床的部件时就要加强振动控制,并采取集计算机与专业人间建模为一体的数控技术,做好车床振动频度的设计,利用数控软件做好振动性预测,同时还要做好振动实时补偿。而在速度控制方面,主要是切实做好动力速度、切削过程速度与主轴速度的控制,才能更好地提高其加工精度[2]。这主要是由于操作人员自身的技术实力和经验水平不同,在对数控车床操作过程中,由于技术问题导致加工精确度受到影响。例如在齿轮加工过程中,需要采取滚齿加工的方式,而实际操作时,由于齿轮滚到容易发生机械位置变化的情况导致加工出现误差。所以为加强对其的应对,需要找准误差根源,确保所采用的蜗杆满足技术标准,并通过辅助工艺把开线处理的更加平整和光滑,因此,需要在实际操作那个中应用一定形状的运动轨迹,从而有效将数控车床的加工误差降低,并通过对滚齿结构的优化,在确保成本降低的同时提升机械加工的精确度。1.3日常维护日常维护也是影响数控车床在机械加工精确度的主要因素,为了避免由于日常运维不当而引发的精确度不足的问题,需要切实做好数控车床的日常维护工作,尤其是在润滑维护方面需要加大对其的重视,才能更好地满足实际运行需要,达到提高精度的目的。以主轴装夹为例,因为主轴在数控车床中属于核心部件,其不仅能固定加工产品始终处于正确位置,而且还能帮助加工产品的转动,所以主轴的作用十分重要,这就需要在每次主轴装夹前,都要加强机械设备的运行调试,保证主轴回转可以符合工艺要求,从而有效降低因为主轴功能障碍而导致误差概率加大[3]。再如在部件定位和尺寸方面,由于数控车床的机械化水平较高,在日常维护中,由于维护或检查不当,就可能导致出现一定轻微的误差,使得预设的定位位置和加工的机械设备难以完全相符,使得部件的定位和尺寸出现差异,所以需要在日常维护中,确保其误差始终得到有效的控制,尤其是在安装和检修机械设备时,需要精细化的检查主轴装夹部件的安装质量。此外,由于数控车床经常处于运行时间长和强度高的特点,所产生的热量较大,若热量难以及时散发,就会使得车床发生热变形的情况,因此,在日常维护中,需要加强对其的运维,确保其处理良好的运行状态,才能更好地避免由于运行过热而导致车床变形对精确度带来的影响。2、控制对策针对数控车床切削控制能力对机械加工精确度的影响,我们在结合其影响因素采取基本对策的同时,还要切实做好以下几个方面的控制工作。(1)切实加强振动控制工作的开展。振动是数控车床运行中不可避免出现的一种现象,若振动较大,势必会对机械加工的精确度带来影响。尤其是切削控制能力会受到影响,为确保数控车床的切削能力,需要我们紧密结合数控车床的运行原理,切实加强机器振动的负面因素的控制,从根本上保证机械加工的精准度。因此,需要在数控车床运行之前,对每个工件可以发生的振动频率与强度进行科学预估,并采取针对性的措施,加强对其的预控,确保车床的振动范围始终处于标准之内。(2)切实加强速度控制工作的开展。数控车床的切削能力,给机械加工的精确度带来影响,需要切实注重切削速度的控制,这样才能从根本上确保机械加工的精确度。尤其是要避免为了提高速度而导致数控车床超负荷运行的情况出现,主要是因为高速运转的过程中容易导致加工工件出现偏差,所以需要对切削速度进行有效控制,要做好与其他部件之间的配合,才能确保速度得到更加合理地控制,使得主轴速度和切削速度的关系得到优化,实现其运行的最优化,以达到提高加工精确度的目的。一般而言,在控制主轴速度时,主要是采取机械物理原理,利用切削来带动主轴,确保其按照既定速度运行的同时,还要确保其精确度,才能更好地将其转化为动力源速度,使得切削速度得到更加精准地控制。而在控制切削速度时,主要是采取技术控制手段,将转速较高的机械的速度进行适当控制,而机械转速较慢时,也需要适当的调整,才能确保机械转速始终处于可控的范围之内。而在控制动力速度时,主要是控制动力源,切实强化对电机转速的控制,使得电机速度得到合理转化,电机转速得到有效控制,从而保证振动误差始终处于预期范围之内,进一步达到提高机械加工精确度的目的。3、结语数控车床切削能力对机械加工精确度的影响,主要体现在切削参数、操作工艺和运维管理三个方面,因此,需要我们在实际加工,紧密结合机械加工精确度要求来确定其工艺参数,以促进其切削能力的优化和完善。
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不规则零件数控机床加工工艺研究
​随着现代科技的不断发展,数控机床技术也随之快速发展,并且数控机床加工已成为零件加工生产的关键环节。数控机床的出现不仅大大提升了零件加工生成的效率,同时也提升了零件加工生产的精准度。另外,在采用数控机床加工工艺进行不规则零件加工的过程中,有一套配套加工工艺,需要相关工作人员能够熟练掌握,进而确保不规则零件加工工作能够顺利进行。基于此,本文对不规则零件的数控加工工艺进行简要研究,希望可以为提升相关工作人员专业技能提供一定帮助。在现代科技飞速发展的背景下,各类市场需求及要求都发生了改变,尤其是零件加工行业,对其要求更加严格。机械加工过程分为两部分,一部分是早期生产过程;一部分是后期加工部分。这两个过程的最终目标是将一些原材料或半成品做成成品机械,同时满足加工的要求。加工工艺流程较为复杂,不仅是生产和加工,还有在整个准备工作之前的原材料运输和储存,坯料的制造和后期热处理等。零件的加工过程中涉及环节较多,对成品的要求也有所不同。企业通常需要不同的程序来完成生产要求。机械加工工艺所涉及到的相关概念包括机械加工工艺、机械加工流程和机械加工工艺规程。这三者是对机械加工工艺不同方面的表述。机械加工工艺主要是对毛坯零件的形状和尺寸的更改,使零件在外观上符合要求。因此,为了满足消费者需求及要求,就需要相关企业能够重视加工工艺的革新问题,尤其是在不规则零件加工生产中,要对数控机床技工工艺进行充分利用,进而有效提升加工效率及质量,推动零件加工行业更好发展。关于不规则零件的数控机床加工工艺,主要有以下几方面。1、加工刀具的选择在采用数控机床加工工艺进行不规则零件加工的过程中,最关键一点就是加工刀具的选择问题。在使用刀具进行切削的过程中,因为所要切削的材料比较多,所以刀具会经常处于断续切削状态,也就需要相关工作人员能够在选择刀具时注重刀具刚性,以此确保切削工序能够顺利进行。通常情况下,可选用80℃或35℃的等边菱形涂层刀片。另外,加工刀具磨损程度对不规则零件的加工效率及质量也有一定影响,并且刀具的磨损主要表现在后刀面上,严重影响到了零件切削效率。因此,在进行不规则零件加工的过程中,还需要相关工作人员能够注重加工刀具的磨损问题,要对磨损刀具进行及时替换。通常情况下,相关工作人员会采用三种方式对刀具磨损情况进行观察:其①直接观察刀具的后刀面;②观察所加工零件的表面;③通过加工声音进行判断。当刀具的磨损取<15-20%时,就需要进行更换。2、切削用量的选择不规则零件的数控机床加工工艺还需要注重切削用量的选择,其在继续切削中占有重要地位,需要相关工作人员能够根据公式Q≈Vcfap进行科学选择。在上述公式中,Q表示生产率,Vc表示切削速度,f表示进给量,ap则表示切削深度。另外,通过上述公式可以发现,所有要素与生产率之间都呈正比例关系。由此可以推断出:提升切削速度能够提升生产率;提升进给量能够提升生产率;提升切削深度也能够提升生产率[1]。但是,在进行实际加工生产的过程中,还需要相关工作人员能够根据实际情况进行判断,并不是切削速度、进给量、切削深度值越大越好,在考虑生产率的同时也应该对刀具磨损程度及使用寿命进行充分考虑。基于此,也就需要相关工作人员能够对上述三要素之间的平衡点进行准确判断。通常情况下,需要对其中一个变量进行固定,然后在此基础上对另外两个变量进行提升,以此确保整体生产率得到提升的同时,零件加工质量也能够得到提高。3、夹具设计在采用数控机床加工工艺进行不规则零件加工的过程中,不仅需要科学选择加工刀具以及切削用量,同时还需要相关工作人员能够重视夹具设计问题。通常情况下,常规数控机床应该带有自定心卡盘装夹,不过这种自定心卡盘装夹主要是在生产规则零件时使用,如果想要使用数控机床对不规则零件进行加工,则需要采用辅助装夹进行辅助生产。关于夹具的设计,需要相关工作人员能够参考不规则零件的毛坯特征、形状以及尺寸等数据。具体操作如下:首先,在进行夹具设计之前,需要相关工作人员能够对夹具进行基准定位,而基准定位的主要参考值有毛坯内孔和外圆面两点。待基准定位完成之后,相关工作人员还需要对孔轴线与主轴轴线之间的关系进行确定,可采用添加辅助孔的方式确保二者的垂直度能够维持在0.1之间。当上述操作完成之后,就可以将工件和夹具联系到一起,并利用螺丝进行固定,使其误差维持在标准范围内,进而保证毛坯的横向和纵向定位更加准确,将其的位置确定下来。其次,相关工作人员还需要注意夹具中心和毛坯轴线之间的关系问题,确保其呈垂直状态。另外,在采用数控机床技工工艺对不规则零件进行加工的过程中,弥补了传统加工漏洞,不需要每次旋转都要打百分表,只需要在夹具板上制定出一个深度为4mm的槽,以此辅助弹簧和定位板进行快速定位和复位,不但能够实现夹具中心和毛坯轴线之间保持垂直关系的目标,同时也能够大大提升不规则零件的加工效率,确保不规则零件也能够大批量生产。最后,为了确保夹具能够用于各类不规则零件加工中,需要相关工作人员在对其进行设计时,在定位板上设计一个斜坡角,以此确保定位板能够有充分的活动空间,使其能够满足各类不规则零件的制作需求,通过定位板和螺钉之间的有效配合完成不规则零件旋转加工工序。4、基准的确定在对不规则零件进行数控机床加工的过程中,不管是零件的尺寸还是表面粗糙程度,都需要相关工作人员能够根据相关标准进行确定,要确保各数据都在要求范围内,进而有效提升零件的质量[3]。在进行不规则零件加工的过程中,为了提升三个转轮和三叉轴的相吻度,以及提升不规则零件的精准度,就需要相关工作人员能够对夹具的位置进行确定,并对基准定位进行合理明确。最后,需要相关工作工作人员能够对数控机床加工工艺进行有效把控,通过数控技术对基准进行确定,进而保证不规则零件的准度能够得到明显体现,使其误差维持在标准范围内。5、工件的装夹问题在采用数控机床加工工艺进行不规则零件加工的过程中,还需要相关工作人员能够重视工件的装夹问题,其关乎零件装配的精准度。因此,为了提升零件装配的精准度,就需要相关工作人员能够做好工件装夹找正工作,将误差控制在标准范围内。首先,需要将夹具装到自定心上,并对夹具的回转轴线以及车床主轴轴线的平行度进行严格把控,将其维持在0.01mm以内[4]。其次,在进行毛坯安装的过程中,相关工作人员一定要参照百分表,将其作为标准进行校对,确保平行度满足零件装配标准。最后,需要相关工作人员进行不断调整,以此确保内六角圆柱头螺钉之间的压力能够保持在一个相对合理的平衡点上,进而使得零件装配的精准度及质量得到提升。6、轮架加工问题在进行轮架加工的过程中,可能会受到机床设备状态、离心力大小等因素影响,导致轮架加工准确度出现问题。基于此,在实际加工过程中,就需要相关工作人员能够对加工情况进行全面掌控,一旦发生有问题出现,要立即停止加工,并查找影响因素,对其进行调整。另外,在进行高强度加工工作的过程中,还需要相关工作人员能够对加工零件及数控机床状态进行仔细检查,确保螺钉的松紧度符合加工要求,并要保证所加工零件都被摆放在正确位置,进而促使轮架加工质量得到保障。最后,在进行轮架加工的过程中,还需要密切关注转轮与轴之间的匹配问题,避免发生深度及大小方面的错误,进而导致转轮与轴难以达到匹配目标,导致轮架质量受到影响[5]。7、结束语随着我国社会经济水平的不断提升,各类市场需求及要求也发生了改变,在采用数控机床加工工艺进行零件加工的过程中,数控机床发挥着不容忽视的作用,尤其是在进行不规则零件加工时,数控机床加工工艺的融入不仅简化了加工步骤,有效提升了不规则零件的加工精准度,以及工作人员的工作效率,同时也能够实现大批量加工生产目标,而且还能够使得消费者的“私人订制”需求得到全面满足,确保不规则零件加工工作能够高效率完成。基于此,也就需要相关人员能够熟练掌握上述加工工艺,不断提升自身专业素养及技能,确保零件加工工作能够顺利进行。
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2022-10
数控车床加工质量影响因素探索
​​数控加工就是机床按照事先设定好的程序进行加工作业,实现对加工难度高、加工程序复杂的零部件进行加工,比如轴类部件、盘类部件等。在现阶段自动化技术的应用下,数控加工的生产效率不断提高,生产的质量越来越好,在为企业带来足够利益的同时,也提供了很大的便利。但数控加工仍然存在很多质量上的问题,影响加工的进行。1、数控加工质量的影响因素1.1数控系统产生的误差数控系统产生的加工误差,主要可以分为三个部分:一是开环控制系统、二是闭环控制系统、三是半闭环控制系统。三者产生的误差原因不尽相同。开环控制系统在数控加工中,收到系统给出指定的命令后,利用驱动电路将指令放大,使驱动步进电机发生转动,最后再利用齿轮的减速装置将丝杠转动起来,利用丝杠螺母的转换性能,使平台的部件发生偏移。开环控制系统由于没有安装相应的校正控制和位置反应装置等,同时也没有安装工作台的位置检测装置,因此,在命令传递和执行的过程中,位移精准度不高,而且还很容易受到支撑件的干扰,产生较大的机床误差。闭环控制系统误差是由于丝杠螺母传动间距问题,导致在转动过程中精准度受到巨大的影响。半闭环装置因为工作台在位移的过程中受到反应环的干扰产生误差[1]。1.2机械产生的误差数控机床在工作的过程中,可以通过液压驱动的方式减少机床在上升和下降过程中的工作时间,也可以通过锁紧装置减少工作的时间。因此,不管是哪一种档次的机床在升降速的过程中,总会存在一定的时间差,导致转动出现滞后的情况,一旦系统开始工作,磨具在工作中会因为时间差的问题导致超程的出现,进而出现误差。1.3加工产生的误差加工产生的误差主要是因为在加工零件的过程中,使用的刀具并不能完全紧密贴合,加工的轨迹也不能够确保准确无误,不管是刀具或者是加工的轨迹都会存在一定的误差,但这仅仅是设计的问题,而不是操作和设备的问题。一般来说,这种情况产生的误差,属于不可避免的情况,因此,只要误差控制在可接受的区间之内,就会得到认可。1.4位置误差在实际的数控加工中,位置误差也是影响加工质量的重大因素之一。虽然现阶段很多的零件不管是质量上还是形状上都相当精良,不会存在较大的误差,但是由于零件在设计的过程中,需要考虑表面形位公差等方面的因素,需要在实际的过程中,克服机械运动的摩擦力,比如说传动的间隙、弹性形变等问题。虽然这种误差能够在闭环系统中得到一部分的抑制作用,但效果并不明显,而出现在开环系统,就会产生较大的误差,进而导致加工的质量下降、加工的速度变慢[2]。1.5切割量切割量对于数控机床的加工质量也有着很大的影响,由于切削量的不同,加工的精度也不尽相同。切割量的变化是随着进给量和速度以及深度等变化而变化。在数控加工中,每一个选择的确定都会影响加工的精度,也会影响零件在加工后表面的粗糙程度。因此,在这个过程中,通过控制切割量的变化能够有效提升加工精度。比如说,在加工操作的过程中,背吃刀量的选择就会影响加工的质量。1.6刀具制造的误差在数控加工中,刀具是必不可少的一环,也是加工质量的影响因素之一。刀具的制造在生产和设计的过程中都会出现一些误差,或设计误差,或制造误差,误差的存在就会导致刀具在数据加工中出现质量方面的问题。另外,刀具在生产过程中的误差虽然能够得到有效控制,但随着时间的流逝,误差越来越大,影响零件的加工精度,降低产品的质量。2、提高数控加工质量的技术2.1螺距补偿现阶段,大部分的数控机床都有螺距补偿的能力,能够对运动方向的部位进行误差性补偿。而高级的数控机床已经拥有了直线度补偿的功能。但是由于数控机床误差存在着非常强的空间性,因此,仅仅采取螺距补偿是远远不够的。2.2坐标点的补偿坐标点的补偿就是通过机床的数控系统针对机床外部的坐标点偏移的状况,根据温度、坐标、切削力等多方面数值判断而实施的误差补偿。这种补偿方式,对于系统的加工作业不会造成任何的影响,而且由于误差模型的修改比较方便,所以在进行误差补偿的时候也非常灵活有效。一般来说,国内大部分的数控机床都拥有了此种类型的补偿器。此类补偿的工作原理是利用温度传感器对机床的温度变化误差情况进行采集,同时采集机床工作的运动坐标数据,这个数据主要是在几何方面存在的误差。采集完这些数据后,数据信号会被输送给实时补偿器,补偿器内部的模型会对信号进行对比和计算,计算出需要补偿的误差值,然后将这个数据传输到机床的数控系统中,系统会根据数据进行机械工作参数的修正完成实时补偿。除此之外,此类系统还可以和激光测量仪或位移传感器对机床工作中的几何误差和热误差进行测量,得到更加精准的数据[3]。2.3复合误差补偿复合误差补偿主要是机床坐标的几何补偿和热误差补偿的结合。由于机床在加工的过程中总是会受热,而且会随着温度的变化误差一直增大。在这种情况下,使用简单的几何补偿措施效果并不明显,因此需要结合几何误差和热误差,在不同的温度下实行不同的补偿措施。2.4五轴数控机床误差解耦实时补偿五轴数控机床误差补偿是由于机床在运动的过程中由于转动引起了移动,因此在补偿的过程中需要进行解耦。在五轴数控机床误差的过程中,需要对各个部件的运行顺序进行数据采集,仅为对机床空间上的综合性补偿。一般来说,补偿的控制过程有两种:一是利用集装的二转动轴,通过其旋转运动的方式,不断修复刀具与被加工零件之间的空间误差;二是根据机场的三转轴,通过对被加工零件与刀具原始位置与工作位置的空间误差进行补偿。3、提高数控加工质量的措施3.1对优化数控车床进行整体设计我国机床制造单位在生产的过程中,除了一些重要、精密的部件需要进行采购外,其他的部位都是自我设计制造的,不仅减少了生产的成本,而且也保证了机床的质量。机床的加工结构设计是整个机床设计制造的重要组成部分,因此在进行设计的过程中,工作人员应当结合先进的科学技术,把控机床零件,从而提升机床的整体生产质量。除此之外,主轴系统也是数控机床重要的一环,在设计的过程中,可以结合“热对称面”理论,优化主轴系统。另外,应将可能影响到数控机床加工的精度相关零件应放置到热对称面上,采用这种方式可以提高加工精度,避免存在误差情况。3.2对可能存在的误差情况进行提前防范在数控车床加工过程中,为了确保加工的精度,应该提前对有可能产生误差的情况进行防范和处理,优化设计车床的部件和生产程序、优化数控车床装置,避免在运行的过程中存在误差。设计人员在设计数控车床整体结构时,应该充分考虑到数控车床加工设备周围环境因素,合理优化加工设备有效防止了在进行数控车床加工时对生态环境造成的破坏、出现温度失控等情况,通过设计人员整体数控车床设计,有效提升了数控车床加工精度。3.3对软件进行升级更新在科技进步的带动下,模具数控加工领域技术水平不断得到提升,软件不断得到升级与更新,例如UNIG、CIMI以及CAM等,这些软件在模具加工领域发挥越来越大的作用。具体讲,软件的主要功能是在模具数控加工过程中实现编程操作。CIMI软件可以与螺旋加工工具配合使用,避免相邻刀具之间的干扰,有效延长刀具的使用周期,起到对软件与设备的保护作用。4、结语影响数控加工精准度的因素相对较多,数控加工程序员在开展自动编程的过程中,必须要结合数控加工需求的实际情况,针对影响数控加工精准度的因素进行深入分析,严格设置各种参数,切实生成正确科学的刀具轨迹。
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用大白话说丨数控机床热误差、建模及补偿
​数控机床做为工业母鸡(生产其他设备、下蛋的)是装备制造业的核心装备,那么一台机床的“好”与“坏”要怎么来判断,不考虑价格因素,对于机床使用者来一定是首先要满足其核心要求,在满足核心要求的前提下要兼顾效率、精度与质量(可靠性),也就是说评价一台机床的好坏一定是在特定环境及需求下的多因素考虑。由于要说热误差,下面就对单一的精度问题简单分析一下,与精度相对应的概念是误差,可以简单理解成误差低了精度就高,为什么要引入一个相对的概念,这主要是从逆向解决问题的角度来考虑的;误差就是身上的“病”,精度可能就是人的健康,病治好了,就健康了。机床误差是指机床工作台或刀具在运动中,理想位置和实际位置的差异。机床是需要进行高精度加工的,如果你想要的刀具运动理想轨迹(位置)与实际轨迹(位置)不符,那么就没法实现高精度加工了,当然了现实中由于多种因素制约实际上是没法完全一致的,就像我给你一把刀,然后在蛋糕上划一条线,你能正好沿着线切吗?如果线无限的细呢?那就不仅需要有无限细的刀刃,还需要你自身手眼身无限的稳定性,你当然知道这是不可能的。对于数控机床来说影响精度的误差源主要有以下几个:(1)几何误差:还拿切蛋糕举例,也就是那把刀本身如果不是绝对直的,你就很难按着画定的那条线来切;(2)热(变形)误差:热胀冷缩是普适的物理定律,虽然不同材质在同样温升下膨胀或缩小的长度是不一样的,但是,都会有变化!因此你可以想象一下,假如这是一个温度急剧上升的房间,当你举起和落下刀的两个不同时间,刀的长度(宽度)发生了变化,那就肯定切不准了。(3)运动误差:当你举起刀往下切的过程中,由于肌肉张力的微微抖动,理论上当然不可能按照画出的理想线来切。(4)力(变形)误差:在切的过程中,蛋糕上有奶油,厚度也有可能不均匀,表面上有水果,蛋糕内部还可能有果仁等等,切奶油、切水果、切蛋糕和切到果仁的过程中,肯定有力的变化,有可能你用力过猛了,也可能出现没切动的情况,你需要随时调整,切少了还好,如果切过“线”了,就有误差了。(5)其它误差;环境、心理、你近视眼等等,理论上都有可能使你切不好蛋糕。下面从是什么、为什么以及怎么办三个步骤来说说热误差。热误差的终极成因只有一个,温度差!温度差的变化带来了热变形进而导致了热误差,而温度差就是由于能量转换带来的。切削过程做功发热(机械能转变为热能)、运动部件运动过程中摩擦力会引起的摩擦热、电机、液压系统的发热(能量损耗转化为热能)、还有就是环境温度或是机床本身(结构、质量、材料性能等)带来的热传导问题,这些将造成热变形的出现。那么这些热变形对数控机床的加工过程能造成什么不好的影响呢?会产生线性位移和角度位移,由于热涨冷缩的物理效应,刀具在切削工件的过程中,实际位置会与理想位置将产生偏移,偏移的形式就为线性和角度,还拿切蛋糕来举例子,可以想想,没切好就会有两种情况,一是切少或是多了,但还是沿着线切的,另一种是切的时候,切歪了,产生了一个误差角度。面对热误差我们能怎么办呢?有四种办法,首先是减少发热,减少发热从根上解决了不同位置温度差的问题;其实是控制温升,如果不能减少发热,那就给它制冷,这个也很好理解;第三是优化机床结构,简单的说来,就是如果你知道你手中的刀在切蛋糕的时候会向右边歪一个毫米,那你就可以让刀先往左边歪一个毫米,这样里出外进就正好可以按直线切了,或者你可以用小刀来切,这样由于热涨冷缩产生的叠加变形也会小(刀小切的次数多造成的误差不考虑);第四种方法就是下面要多说几句的,热误差补偿,之前的几种方法实际实施起来成本相对较高,而热误差补偿方法就是误差我让你产生,但是我把误差是多少搞明白,我让你再相反方向做一个动作来抵消误差,假如你切蛋糕的时候我知道你切第三刀的时候,刀已经“伸长”了两毫米,于是我可以告诉你,你把手往后挪两毫米就OK了。 如果我们要对一台数控机床进行热误差补偿,我们需要做什么工作?首先你要明白不同温度下,热误差是不一样的,因此你要先测量温度,其次你要知道不同温度下不同位置的误差值是多少,这样才能知道什么时候补偿多少,也就是要建模。什么是建模呢?记得十多年前我读硕士的时候,建模、仿真满天飞,动辄就是这套东西,建模其实就是把规律描述出来,1+1=2就是最简单的建模;对于热误差的建模就是你要测试出一堆的温度、位置和误差的数据,然后在一堆看似没有规律或貌似有规律的数据中,划出一条离所有点都最近的一条线(便于简化理解,当然这条线肯定不那么好画,什么是非线性?就是说规律挺复杂不太好找出来),然后按着你画出的这条线,就知道了,什么时候误差是多少,然后“做一个相反的动作”来抵消热误差。
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