数控机床加工精度提高技术及其存在的问题

数控机床加工精度提高技术及其存在的问题

(航空工业昌河飞机工业(集团)有限责任公司江西景德镇333000)

摘要:机械数控加工工艺水平不断提高,使得数控加工所具有的优势得到了进一步发挥。在面对实际生产加工中存在的问题,还需要对各类问题发生原因进行分析,有针对性地采取措施进行优化,从不同角度和方向进行管理,消除各类因素的影响,提高数控机床加工精度与效率。现代化,智能化的数控机床一直是世界各国非常重视的生产加工类设备,近年来,也随着科技的进步与发展而不断创新,形成了快速发展的良好态势。鉴于此,本文主要分析数控机床加工精度提高技术及其存在的问题。

关键词:数控机床;加工精度;技术

1数控机床加工精度分析

(1)数控车床几何精度。主轴几何精度和直线运动精度也对机床精度有着重要的影响。数控机床加工运作时,其工作过程主要是主动轴与回转轴之间的运行,二者需要在相对位置保持固定,可是,在实际生产过程中与设计情况有出入,两轴之间相对空间位置也并非固定不变,如果控制不好,构成主轴轴承零部件在制造环节中就会呈现一定的误差,这就直接造成了工作过程中受温度、工作强度、润滑等条件影响,使主动轴轴承精度、主轴箱装配质量产生影响,导致主轴和回转部件出现严重的不平衡问题。主动轴支承轴颈生产加工时,圆度误差也是较大的问题,前后同轴度误差也难以控制,存在一定程度偏差,而加工生产过程中,主轴运转会出现热效应变形,任何一点控制不到,都会导致数控机床主轴几何精度不准。(2)位置精度问题。数控机床除主动轴产生几何精度问题外,还会出现惯量匹配的问题,摩擦力及机床所用伺服电机在生产加工时,都会有惯量匹配问题,这种现象对机床位置精度产生影响。因为数控机床中各个部位的组件如油缸油泵、电动机、液压机等在长期运转过程中,会通过相互摩擦产生一定的热能,如果热能不能转化,则会在长时间连续工作后造成摩擦热量,使内部一些主要部件发生受热膨胀,出现严重的形变问题,这也就直接形成了实际尺寸与设计尺寸存在误差情况,如果各个零件结构内部热应作用下不对称,也会使构件出现微小的形变,而这种数控机床运转部件受热形变问题,最容易造成机床位置精度不准。(3)加工精度问题。数控机床加工精度有其特殊性,和几何精度,位置精度存在本质上的区别,加工精度受综合因素影响大,是整台机床在操作过程中各种因素综合影响的结果,同时,也与机床几何精度和位置精度是密不可分的,在加工生产过程中,其加工的精度主要受到传动系统误差、检查校正系统误差、零件固定部件误差、刀具位置的误差等的影响大一些。另外,数控机床编程问题、生产工艺问题都能形成一定的加工精度影响,所以说,在生产过程中,需要不断提高加工精度,才能确保几何精度和位置精度准确,实现高质量加工作业。

2数控机床加工存在的问题

1985年,第一台数控机床在我国诞生。数控机床在我国可以用“一哄而上”、“三起三落”来形容才是最为贴切的,整体上的发展情况并不乐观,最终于停产整顿,造成这一结果主要是由于缺乏先进、科学的思想理念所造成的。随后,我国从德国、美国等国家相继引入先进的数控科学技术,从日本、美国、英国等国家相继引进先进的数控机床技术,实现了强强联合,从此,我国数控机床进入到一个稳定、快速发展的阶段,从而获得了健康稳定地发展。

从我国数控机床二十多年的发展变化历程中可以了解到,我国当前的数控机床在设计水平、制造技能上发生了显著性的变化和明显地提高。譬如:开展一体化设计、加强与专业技术人员的强强合作、不断提高现有的数控机床设计、制造水平,逐渐促使我国数控机床加工精度技术与世界先进技术水平相接近,这样不仅有利于更多先进的元部件、数控配套设施慢慢地运用到数控机床中来,并且能够更好地适应现代化社会经济发展对数控机床加工精度的日益需求。可是,目前数控机床中的一些关键技术在把握和创新上依然是非常薄弱的,到目前为止,依然存在很多的重要部件功能、数控系统的完善性依然是依靠世界其他国家的技术支撑的,我国现已还不能实现独立性单独发展。像与数控机床技术发达的日本对比来看,我国的数控机床技术水平就显得非常落后,欠缺像日本“机电法”“机信法”正确的科学指引、在专家人才及专业技术人才非常欠缺、元部件和数控体系不配套、企业和专业间的合作性较低,大体上依然处于孤军作战的一种状态,根本不可能形成强大的发展力量。

3数控机床加工精度提高技术

3.1控制数控机床自身控制系统误差

首先要注意的就是改善数控机床自身的控制系统而引入的误差。由于不同的控制系统具有不同的控制特点,能够产生不同的误差结果,因此要有针对性的进行区分。对于开环式数控机床控制系统,我们要注意从元件以及电路方面出发,一方面我们可以尽可能的选择性能良好的电机,要求充分的满足步距角,而另一方面,我们也要注意使用良好的电机驱动电路,保证一定的查分性能。而对于封闭式控制系统来说,要注意优化闭环系统的误差首先就要对反馈系统进行一定的优化和改善。例如我们可以选择灵敏度比较高的反馈系统,同时在安装反馈系统时要注意装配和位置的精度。除了自身控制系统之外,还可以优化数控机床的进给传动控制系统。在数控机床的进给系统中,传动元件的刚度具有重要的影响,提高元件的刚度能够明显的降低由于机床加工过程造成的振动,从而缓解零部件加工过程的波动。

同时,我们也要注意控制传动元件的装配间隙,当然我们还需要关注气温波动,由于气温波动也能够导致零部件加工过程出现误差,所以要尽可能地控制加工过程的温度。

3.2控制数控机床加工工艺

在数控加工工艺方面,我们主要从工艺安排和刀具运行两个方面来进行控制数控加工工艺的精度:一是在实际的数控机床加工过程中,合理安排孔系加工的顺序,根据规范制定孔系加工的精确位置;二是在数控机床加工严格规范刀具的出点、入点以及角度三个重要参数,遵守加工行业规范,降低加工误差。

3.3进一步改善切削氛围,制定合理的切削用量

(1)改善切削环境

整个机械加工作业中会有大量切削热的形成,其会在刀具与工件间产生高温高压能,造成机床加工精度大打折扣,为此,需通过对切削环境的有效改善可促使数控机床加工精度的提升。

(2)科学制定具体切削用量

切削用量对整个数控机床技工精度有着极大程度的影响,一般情况下,首先要选择充分的刀量,根据实际数控机床的具体需求、刀具的刚度等情况来选择最为适合的进给量,随后遵循切削用量手册检查与其相应的切削速度计算公式。精密机床机械加工其实是半精度加工向精度加工的过渡,其中,精密机床运用较大的切削速度,通过减少进给量的方式进行切削处理,最大限度上促使零件的精度得到充分性的基础保障。为此,制定合理的切削用量对于提高数控机床加工精度有着非常重要的意义。

总之,机械数控加工为数控加工零件产品的重要工艺,与传统机床加工具有一定程度的相似性,但是具体工艺还是具有较强的特殊性。现在各项新型技术的应用,使得机械数控加工工艺水平不断提高,可以更好地应对各类问题。对比国外发达国家,外国机械数控加工工艺还存在一定不足,仍需要在现有基础上进行分析优化,争取提高生产加工综合效率,同时确保产品加工质量达到设计标准。

参考文献:

[1]刘雷.数控机床加工精度提高技术的进展及其存在的问题[J].民营科技,2017,(01):46.

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