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数控机床加什么结构能使精度变高

发布时间: 2021-02-19 22:21:34

数控车床加工精度如何提高调整

一、在零件方面还有机床调整方面来提高数控车床加工的精度
1、先从机械调整方面来研究如何来提高数控车床加工的精度。在机床调整方面主要包括这几个部分,主轴、床身还有镶条等等方面,这样才能使车床满足要求,提高数控车床加工的精度,在工作过程中也要实时监控,并且要不断优化在车床方面的不足,以便及时调整生产处更好的产品。这是提高数控车床加工精度中最简单便利的方式,这种调整方式不需要很好的技术,但是需要员工不时的进行检查来进行调整。
2、是在机电联调方面进行的改进,要提高零件的加工精度主要是在反向偏差还有定位精度以及重复定位精度这几个方面进行提高。在反向偏差方面我们对于偏差过大的时候要首先通过机械手动的方式进行修正,然后再当误差小到一定范围之内之后再用专业的方式进行进一步的优化。在定位精度方面的调整时通过显微镜的度数来不断优化误差的。在这些方面进行优化的机电联调方式,是这些调整方法中效率最高的一种方式。虽然会比较繁琐但是效果比较好。
3、这是通过在电气方面进行的调整,这个方面的调整主要是包括两个方面,一个是对机床参数的调整,在这个角度中又有两个方面是影响加工精度的是系统增益以及定位死区,在系统增益方面我们要关注车床受机械阻尼的方面还有转动的惯量,这些都影响着车床的加工方面的精度。还有就是尽量减少定位的死区,这样也可以提高车床运作时的精确度。这两方面是相辅相成的要同时进行调整。另一个方面就是可以通过一些系统的应用来进行调整,由于现在自动化程度不断的提高,数控车床就是在运行过程中运用了自动来远程控制,所以我们要在远程控制时要入一系列的实时监控的程序,这样就不需要人工的过多干预,这样可以更加有效的进行监管,可以通过程序来监管设置控制然后可以提高车床加工时的精度。
二、在进给机构方面进行调整来提高数控车床的加工精度
1、在由滚珠丝杠导程误差方面而造成的数控车床加工精度受到影响,在这方面影响的因素主要是脉冲,所以在制造滚珠丝杠的程序中,要尽量的减少误差致使脉冲对数控车床加工精度的影响。
2、在进给机构间隙对于数控车床加工精度的影响,这主要是由于其传动机械的组成部分中存在的问题而导致的影响,从而降低了失控车床加工的精度。主要的构成部分是齿轮、连轴节、滚珠丝杠还有就是支承轴构成的。这些构成部分之间出现的问题会影响数控机床加工精度,所以我们要加强他们结构之间的连接性。他们之间的精密度就会影响到车床加工的精度,从而降低各个结构之间的缝隙,加强各个结构之间的紧密性就会提高数控车床加工精度。
三、在编程中出现的误差的影响
数控车床与普通车床之间的区别就在于零件的精度不同,但是由于程序在编制过程中出现的误差是可以尽量缩小的,这就要求我们从几个方面来减低误差,从而提高数控车床加工的精度。1、是由于插补误差对车床精确度造成的影响。所以要尽量采用一定的方式来减少编程出现的问题,采用绝对方式编程,还有可以消除误差的是要用插入会参考点质量来进行程序中的编程。2、逼近误差对于最后精度的影响。由于在过程中有采用近似的情况所以这样就会出现误差。所以要尽量的掌握廓形方程来编程时就会在很大程度上减少误差,这样就可以消除对于数控车床加工的精度的影响了。3、编程过程中由于圆整误差的影响降低了数控车床的加工精度,所以我们在加工时要选择脉冲当量所决定的直线位移的最小值来进行参考。所以在编程的时候要严格按照图纸上面的规格作为基准进行工作。

Ⅱ 提高数控机床的精度的方法

随着我国经济的飞速发展,数控机床作为新一代工作母机,在机械制造中已得到广泛的应用,精密加工技术的迅速发展和零件加工精度的不断提高,对数控机床的精度也提出了更高的要求。尽管用户在选购数控机床时,都十分看重机床的位置精度,特别是各轴的定位精度和重复定位精度。但是这些使用中的数控机床精度到底如何呢?大量统计资料表明:65.7%以上的新机床,安装时都不符合其技术指标;90%使用中的数控机床处于失准工作状态。因此,对机床工作状态进行监控和对机床精度进行经常的测试是非常必要的,以便及时发现和解决问题,提高零件加工精度。
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。同一台机床,由于采用的标准不同,所得到的位置精度也不相同,因此在选择数控机床的精度指标时,也要注意它所采用的标准。数控机床的位置标准通常指各数控轴的反向偏差和定位精度。对于这二者的测定和补偿是提高加工精度的必要途径。
1、反向偏差
在数控机床上,由于各坐标轴进给传动链上驱动部件(如伺服电动机、伺服液压马达和步进电动机等)的反向死区、各机械运动传动副的反向间隙等误差的存在,造成各坐标轴在由正向运动转为反向运动时形成反向偏差,通常也称反向间隙或失动量。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。如在G01切削运动时,反向偏差会影响插补运动的精度,若偏差过大就会造成“圆不够圆,方不够方”的情形;而在G00快速定位运动中,反向偏差影响机床的定位精度,使得钻孔、镗孔等孔加工时各孔间的位置精度降低。同时,随着设备投入运行时间的增长,反向偏差还会随因磨损造成运动副间隙的逐渐增大而增加,因此需要定期对机床各坐标轴的反向偏差进行测定和补偿。
反向偏差的测定
反向偏差的测定方法:在所测量坐标轴的行程内,预先向正向或反向移动一个距离并以此停止位置为基准,再在同一方向给予一定移动指令值,使之移动一段距离,然后再往相反方向移动相同的距离,测量停止位置与基准位置之差。在靠近行程的中点及两端的三个位置分别进行多次测定(一般为七次),求出各个位置上的平均值,以所得平均值中的最大值为反向偏差测量值。在测量时一定要先移动一段距离,否则不能得到正确的反向偏差值。
测量直线运动轴的反向偏差时,测量工具通常采有千分表或百分表,若条件允许,可使用双频激光干涉仪进行测量。当采用千分表或百分表进行测量时,需要注意的是表座和表杆不要伸出过高过长,因为测量时由于悬臂较长,表座易受力移动,造成计数不准,补偿值也就不真实了。若采用编程法实现测量,则能使测量过程变得更便捷更精确。
例如,在三坐标立式机床上测量X轴的反向偏差,可先将表压住主轴的圆柱表面,然后运行如下程序进行测量:
N10 G91 G01 X50 F1000;工作台右移
N20 X-50;工作台左移,消除传动间隙
N30 G04 X5;暂停以便观察
N40 Z50;Z轴抬高让开
N50 X-50:工作台左移
N60 X50:工作台右移复位
N70 Z-50:Z轴复位
N80 G04 X5:暂停以便观察
N90 M99;
需要注意的是,在工作台不同的运行速度下所测出的结果会有所不同。一般情况下,低速的测出值要比高速的大,特别是在机床轴负荷和运动阻力较大时。低速运动时工作台运动速度较低,不易发生过冲超程(相对“反向间隙”),因此测出值较大;在高速时,由于工作台速度较高,容易发生过冲超程,测得值偏小。
回转运动轴反向偏差量的测量方法与直线轴相同,只是用于检测的仪器不同而已。
反向偏差的补偿
国产数控机床,定位精度有不少>0.02mm,但没有补偿功能。对这类机床,在某些场合下,可用编程法实现单向定位,清除反向间隙,在机械部分不变的情况下,只要低速单向定位到达插补起始点,然后再开始插补加工。插补进给中遇反向时,给反向间隙值再正式插补,即可提高插补加工的精度,基本上可以保证零件的公差要求。
对于其他类别的数控机床,通常数控装置内存中设有若干个地址,专供存储各轴的反向间隙值。当机床的某个轴被指令改变运动方向时,数控装置会自动读取该轴的反向间隙值,对坐标位移指令值进行补偿、修正,使机床准确地定位在指令位置上,消除或减小反向偏差对机床精度的不利影响。
一般数控系统只有单一的反向间隙补偿值可供使用,为了兼顾高、低速的运动精度,除了要在机械上做得更好以外,只能将在快速运动时测得的反向偏差值作为补偿值输入,因此难以做到平衡、兼顾快速定位精度和切削时的插补精度。
对于FANUC0i、FANUC18i等数控系统,有用于快速运动(G00)和低速切削进给运动(G01)的两种反向间隙补偿可供选用。根据进给方式的不同,数控系统自动选择使用不同的补偿值,完成较高精度的加工。
将G01切削进给运动测得的反向间隙值A输入参数NO11851(G01的测试速度可根据常用的切削进给速度及机床特性来决定),将G00测得的反向间隙值B输入参数NO11852。需要注意的是,若要数控系统执行分别指定的反向间隙补偿,应将参数号码1800的第四位(RBK)设定为1;若RBK设定为0,则不执行分别指定的反向间隙补偿。G02、G03、JOG与G01使用相同的补偿值。
2、定位精度
数控机床的定位精度是指所测量的机床运动部件在数控系统控制下运动所能达到的位置精度,是数控机床有别于普通机床的一项重要精度,它与机床的几何精度共同对机床切削精度产生重要的影响,尤其对孔隙加工中的孔距误差具有决定性的影响。一台数控机床可以从它所能达到的定位精度判出它的加工精度,所以对数控机床的定位精度进行检测和补偿是保证加工质量的必要途径。
定位精度的测定
目前多采用双频激光干涉仪对机床检测和处理分析,利用激光干涉测量原理,以激光实时波长为测量基准,所以提高了测试精度及增强了适用范围。检测方法如下:
安装双频激光干涉仪;
在需要测量的机床坐标轴方向上安装光学测量装置;
调整激光头,使测量轴线与机床移动轴线共线或平行,即将光路预调准直;
待激光预热后输入测量参数;
按规定的测量程序运动机床进行测量;
数据处理及结果输出。
定位精度的补偿
若测得数控机床的定位误差超出误差允许范围,则必须对机床进行误差补偿。常用方法是计算出螺距误差补偿表,手动输入机床CNC系统,从而消除定位误差,由于数控机床三轴或四轴补偿点可能有几百上千点,所以手动补偿需要花费较多时间,并且容易出错。
现在通过RS232接口将计算机与机床CNC控制器联接起来,用VB编写的自动校准软件控制激光干涉仪与数控机床同步工作,实现对数控机床定位精度的自动检测及自动螺距误差补偿,其补偿方法如下:
备份CNC控制系统中的已有补偿参数;
由计算机产生进行逐点定位精度测量的机床CNC程序,并传送给CNC系统;
自动测量各点的定位误差;
根据指定的补偿点产生一组新的补偿参数,并传送给CNC系统,螺距自动补偿完成;
重复c.进行精度验证。
根据数控机床各轴的精度状况,利用螺距误差自动补偿功能和反向间隙补偿功能,合理地选择分配各轴补偿点,使数控机床达到最佳精度状态,并大大提高了检测机床定位精度的效率。
定位精度是数控机床的一个重要指标。尽管在用户购选时可以尽量挑选精度高误差小的机床,但是随着设备投入使用时间越长,设备磨损越厉害,造成机床的定位误差越来越大,这对加工和生产的零件有着致命的影响。采用以上方法对机床各坐标轴的反向偏差、定位精度进行准确测量和补偿,可以很好地减小或消除反向偏差对机床精度的不利影响,提高机床的定位精度,使机床处于最佳精度状态,从而保证零件的加工质量。

Ⅲ 数控机床为了保证达到高性能在结构上采取了哪些措施

不是这么简单!!光谈刚性强度是不行的,数控还要讲究速度和精度。如果你是专做粗糙的活就买经济属数控平床身的,如果是精度活就买斜导轨的。其价格有着天壤之别,所谓一分价格一分货。按自己需求买不要纠结强度和刚性。价钱出到位可以买到强度刚性好且精度和速甫氦颠教郯寄奠犀订篓度一样能达到要求的床子。!

Ⅳ 怎么才能提高数控机床的加工精度

数控机床是数字控制机床的简称,是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,从而使机床动作并加工零件的控制单元,数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成。通常情况下,要保证被加工零件的精度和表面粗糙度,机床本身必须具备一定的几何精度、运动精度、传动精度和动态精度。下面就简单的介绍下怎么才能提高数控机床设备的加工精度:
一、数控机床的精度介绍
(1)几何精度是指机床在不运转时部件间相互位置精度和主要零件的形状精度、位置精度。机床的几何精度对加工精度有重要的影响,因此是评定机床精度的主要指标。
(2)运动精度是指机床在以工作速度运转时主要零部件的几何位置精度,几何位置的变化量越大,运动精度越低。
(3)传动精度是指机床传动链各末端执行件之间运动的协调性和均匀性。
(4)对于机床的动态精度,尚无统一标准,主要通过切削加工典型零件所达到的精度间接的对机床动态精度作出综合的评价。
二、影响数据机床精度的因素
(1)机床的空载精度
以上的几何精度、运动精度和传动精度三种精度指标都是在空载条件下检测的,为全面反映机床的性能,必须要求机床有一定的动态精度和温升作用下主要零部件的形状、位置精度。而影响动态精度的主要因素有机床的刚度、抗振性和热变形等。
(2)数据机床外力作用
机床的刚度指机床在外力作用下抵抗变形的能力,机床的刚度越大,动态精度越高。机床的刚度包括机床构件本身的刚度和构件之间的接触刚度。机床构件本身的刚度主要取决于构件本身的材料性质、截面形状、大小等。构件之间的接触刚度不仅与接触材料、接触面的几何尺寸和硬度有关,而且还与接触面的表面粗糙度、几何精度、加工方法、接触面介质、预压力等因素有关。
(3)切削油的选用
数控机床在加工时所使用切削油的性能直接决定了工件的精度,性能优异的切削油可以从物理润滑到化学润滑全程平稳的对工件和刀具提供有效的防护作用,减少刀具磨损,大幅度提高工件加工精度。
(4)数控机床的振动影响
机床上出现的振动,可分为受迫振动和自激振动。自激振动是在不受任何外力、激振力干扰的情况下,由切削过程内部产生的持续振动。在激振力的持续作用下,系统被迫引起的振动为受迫振动。机床的抗震性和机床的刚度、阻尼特性、质量有关。由于机床的各个零部件热膨胀系数不同,因而造成了机床各部分不同的变形和相对位移,这种现象叫机床的热变形。由于热变形而产生的误差最大可占全部误差的70%。
温馨提醒:在数据机床生产过程中万万不能因为贪图便宜使用劣质油品,劣质油品性能低下会降低机床加工精度,并且会腐蚀设备,严重的会直接对人体产生危害,造成生产业的直接损失。

Ⅳ 数控机床机械部件的精度对加工精度有什么影响

调整误差与调整方法有关。调整方法主要有:
①试切法调整
试切法调整,就是对被加工零件进行“试切-测量-调整-再试切”,直至达到所要求的精度。它的调整误差来源有:测量误差;微量进给时,机构灵敏度所引起的误差;最小切削深度影响。
②用定程机构调整
③用样件或样板调整
(5)工件残余应力引起的误差
残余应力是指当外部载荷去掉以后仍存留在工件内部的应力。残余应力是由于金属发生了不均匀的体积变化而产生的。其外界因素来自热加工和冷加工。有残余应力的零件处于一种不稳定状态。一旦其内应力的平衡条件被打破,内应力的分布就会发生变化,从而引起新的变形,影响加工精度。
①内应力产生的原因主要有:毛坯制造中产生的内应力;冷校正产生的内应力;切削加工产生的内应力。
②减小或消除内应力的措施一是采用适当的热处理工序。二是给工件足够的变形时间。三是零件结构要合理,结构要简单,壁厚要均匀。
6)数控机床产生误差的独特性
数控机床与普通机床的最主要差别有两点:一是数控机床具有“指挥系统”——数控系统;二是数控机床具有执行运动的驱动系统——伺服系统。
在数控机床上所产生的加工误差,与在普通机床上产生的加工误差,其来源有许多共同之处,但也有独特之处,例如伺服进给系统的跟踪误差、检测系统中的采样延滞误差等,这些都是普通机床加工时所没有的。所以在数控加工中,除了要控制在普通机床上加工时常出现的那一类误差源以外,还要有效地抑制数控加工时才可能出现的误差源。这些误差源对加工精度的影响及抑制的途径主要有以下几个方面:
①机床重复定位精度的影响
数控机床的定位精度是指数控机床各坐标轴在数控系统的控制下运动的位置精度,引起定位误差的因素包括数控系统的误差和机械传动的误差。而数控系统的误差则与插补误差、跟踪误差等有关。机床重复定位精度是指重复定位时坐标轴的实际位置和理想位置的符合程度。
②检测装置的影响
检测反馈装置也称为反馈元件,通常安装在机床工作台或丝杠上,相当于普通机床的刻度盘和人的眼睛,检测反馈装置将工作台位移量转换成电信号,并且反馈给数控装置,如果与指令值比较有误差,则控制工作台向消除误差的方向移动。数控系统按有无检测装置可分为开环、闭环与半闭环系统。开环系统精度取决于步进电动机和丝杠精度,闭环系统精度取决于检测装置精度。检测装置是高性能数控机床的重要组成部分。
③刀具误差的影响
在加工中心上,由于采用的刀具具有自动交换功能,因而在提高生产率的同时,也带来了刀具交换误差。用同一把刀具加工一批工件时,由于频繁重复换刀,致使刀柄相对于主轴锥孔产生重复定位误差而降低加工精度。
抑制数控机床产生误差的途径有硬件补偿和软件补偿。过去一般多采用硬件补偿的方法。如加工中心采用螺距误差补偿功能。随着微电子、控制、监测技术的发展,出现了新的软件补偿技术。它的特征是应用数控系统通信的补偿控制单元和相应的软件,以实现误差的补偿,其原理是利用坐标的附加移动来修正误差。
(7)提高加工精度的工艺措施
保证和提高加工精度的方法,大致可概括为以下几种:减小原始误差法、补偿原始误差法、转移原始误差法、均分原始误差法、均化原始误差法、“就地加工”法。
①减少原始误差
这种方法是生产中应用较广的一种基本方法。它是在查明产生加工误差的主要因素之后,设法消除或减少这些因素。例如细长轴的车削,现在采用了大走刀反向车削法,基本消除了轴向切削力引起的弯曲变形。若辅之以弹簧顶尖,则可进一步消除热变形引起的热伸长的影响。
②补偿原始误差
误差补偿法,是人为地造出一种新的误差,去抵消原来工艺系统中的原始误差。当原始误差是负值时人为的误差就取正值,反之,取负值,并尽量使两者大小相等;或者利用一种原始误差去抵消另一种原始误差,也是尽量使两者大小相等,方向相反,从而达到减少加工误差,提高加工精度的目的。
③转移原始误差
误差转移法实质上是转移工艺系统的几何误差、受力变形和热变形等。
误差转移法的实例很多。如当机床精度达不到零件加工要求时,常常不是一味提高机床精度,而是从工艺上或夹具上想办法,创造条件,使机床的几何误差转移到不影响加工精度的方面去。如磨削主轴锥孔保证其和轴颈的同轴度,不是靠机床主轴的回转精度来保证,而是靠夹具保证。当机床主轴与工件之间用浮动联接以后,机床主轴的原始误差就被转移掉了。
④均分原始误差
在加工中,由于毛坯或上道工序误差(以下统称“原始误差”)的存在,往往造成本工序的加工误差,或者由于工件材料性能改变,或者上道工序的工艺改变(如毛坯精化后,把原来的切削加工工序取消),引起原始误差发生较大的变化,这种原始误差的变化,对本工序的影响主要有两种情况:
误差复映,引起本工序误差;
定位误差扩大,引起本工序误差。
解决这个问题,最好是采用分组调整均分误差的办法。这种办法的实质就是把原始误差按其大小均分为n组,每组毛坯误差范围就缩小为原来的1/n,然后按各组分别调整加工。
⑤均化原始误差
对配合精度要求很高的轴和孔,常采用研磨工艺。研具本身并不要求具有高精度,但它能在和工件作相对运动过程中对工件进行微量切削,高点逐渐被磨掉(当然,模具也被工件磨去一部分)最终使工件达到很高的精度。这种表面间的摩擦和磨损的过程,就是误差不断减少的过程。这就是误差均化法。它的实质就是利用有密切联系的表面相互比较,相互检查从对比中找出差异,然后进行相互修正或互为基准加工,使工件被加工表面的误差不断缩小和均。 在生产中,许多精密基准件(如平板、直尺、角度规、端齿分度盘等)都是利用误差均化法加工出来的。
⑥就地加工法
在加工和装配中有些精度问题,牵涉到零件或部件间的相互关系,相当复杂,如果一味地提高零、部件本身精度,有时不仅困难,甚至不可能,若采用就地加工法(也称自身加工修配法)的方法,就可能很方便地解决看起来非常困难的精度问题。就地加工法在机械零件加工中常用来作为保证零件加工精度的有效措施。

Ⅵ 数控机床设备加工精度超差影响因素是什么

对于数控机床,其精度主要包括几何精度传动精度运动精度和位置精度等,如果出现版精度超差,应权根据工件精度反应出来的情况,借助各种检测工具,判断出机床出现的是哪一类的超差,然后对可能引起这类误差的因素逐一检查,根据判断,修复机械零件或者通过修改机床参数的方法,排除影响精度超差的因素。
我们以三轴的立加为例:
1、几何精度因素——即机床XYZ三根轴之间垂直度是否合格,理论上都为90°,即直角;主轴轴线相对于工作台面在XZ、YZ平面的垂直度,理论也为90°(实际中,要根据具体使用情况,调整)。
几何精度变差,会导致的后果:(1)产品不方,即相邻两个平面垂直度需合格);X轴、Y轴相对工作台运动时的平行度;Z轴移动时相对主轴轴线的平行度(分为XZ平面上和YZ平面上的)。
运动精度变差的结婚:(1)尺寸问题;(2)角度问题(相邻平面不直)。

Ⅶ 数控机床为了保证达到高性能在结构上采取了哪些措施

在论坛上查的,参考参考吧
1) 基础部件的结构特点
数控机床的基础件主要包括床身、立柱、工作台等支承件,它们的基本功能是支承承载和
保持各执行器官的相对位置。数控机床集粗精加工于一体,既要能够承受粗加工时大吃刀、大
走刀的最大切削力、又要能够保证精加工时的高精度。因此,对基础件的结构设计在强度、刚
度、抗振性、热变形和内应力等都提出了很高的要求。现行生产的数控机床采用的主要措施有:
铸件采用全封闭截面,合理布置内部隔板和肋条,含砂造型或填充混凝土等材料,导轨面加宽,
车床采用倾斜的床身和导轨还利于排屑,床身、立柱采用钢质焊接结构,可以明显提高其刚度,
根据热对称原则布局还能增加散热隔热效果。

2) 主传动系统的结构特点
主传动系统实现各种刀具和工件所需的切削功率,且在尽可能大的转速范围内保证恒功率
输出,同时为使数控机床能获得最佳的切削速度,主传动须在较宽的范围内实现无级变速。现
行数控机床采用高性能的直流或交流无级调速主轴电机,较普通机床的机械分级变速传动链大
为简化。对加工精度有直接影响的主轴组件的精度、刚度、抗振性和热变形性能要求,可以通
过主轴组件的结构设计和合理的轴承组合及选用高精度专用轴承加以保证。为提高生产率和自
动化程度,主轴应有刀具或工件的自动夹紧、放松、切屑清理及主轴准停机构。最近日本又开
发研制了新型的陶瓷主轴,重量轻,热膨胀率低,用在加工中心上,具有高的刚性和精度。
3 )进给系统结构特点
数控机床的进给系统是由伺服电机驱动,通过滚珠丝杠带动刀具或工件完成各坐标方向的
进给运动。为确定进给系统的传动精度和工作稳定性,在设计机械装置时,以“无间隙、低摩
擦、低惯量、高刚度”为原则,具体措施有: ①采用低摩擦、轻拖动、高效率的滚珠丝杠和直
线滚动导轨; ②采用大扭矩、宽调速的伺服电机直接与丝杠相联接,缩短和简化进给传动链;
③通过消隙装置消除齿轮、丝杠、联轴器的传动间隙; ④对滚动导轨和丝杠预加载荷,预拉伸。

Ⅷ 如何提高数控机床的加工精度

.1 高速、高精加工技术及装备的新趋势
效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一,国际生产工程学会(cirp)将其确定为21世纪的中心研究方向之一。
在轿车工业领域,年产30万辆的生产节拍是40秒/辆,而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一;在航空和宇航工业领域,其加工的零部件多为薄壁和薄筋,刚度很差,材料为铝或铝合金,只有在高切削速度和切削力很小的情况下,才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装,使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。
从emo2001展会情况来看,高速加工中心进给速度可达80m/min,甚至更高,空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂,包括我国的上海通用汽车公司,已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国cincinnati公司的hypermach机床进给速度最大达60m/min,快速为100m/min,加速度达2g,主轴转速已达60 000r/min。加工一薄壁飞机零件,只用30min,而同样的零件在一般高速铣床加工需3h,在普通铣床加工需8h;德国dmg公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面,近10年来,普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密级加工中心则从3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。
在可靠性方面,国外数控装置的mtbf值已达6 000h以上,伺服系统的mtbf值达到30000h以上,表现出非常高的可靠性。
为了实现高速、高精加工,与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展,应用领域进一步扩大。

Ⅸ 提高数控机床加工精度的措施有哪些

2.1. 通过数控机床的原始误差提高加工精度的方法
数控机床加工过程中,产生误差是在所难免的,被加工零件与数控机床之间存在误差是必然的现象。这种一定存在的误差我们称其为元是误差。所以,要想提高数控机床零件加工的精度,控制数控机床的原始误差是比较重要的对策。针对产生原始误差的可能性进行系统的评估与分析,根据误差产生的原因和误差的主要类型制定相对应的改进方法。机械零件在加工的过程中,数控机床的自身位置精度和几何精度是十分重要的。其对所加工零件的加工精度有非常大的影响。要通过位置控制和结合精度的控制,减少误差的产生以及几何误差的影响。同时,对于加工过程中所产生的变形误差,要使用风冷和水冷等方法控制整个过程的热变形。减少由于热变形而产生的精度影响。
2.2. 设计合理的机床核心部件避免误差
机床的定位精度对零件的加工有非常大的作用,影响机床定位精度的核心部件,比如给进系统、导轨与工作平台的直线度、水平度等。在设计数控机床的过程汇总,要合理的选择核心部件。比如在选择机床中的滚珠丝杠过程中,要充分考虑到滚珠丝杠的精度,适当选取和安装比较成熟的滚珠丝杠技术。滚珠丝杠的支撑也要选择合理的,要与系统的传动精度密切配合。同时,滚珠丝杠的支撑主要来讲要由轴向载荷和回转速度决定。在此基础上,选择精度比较高的固定和支撑方式,并且再设计过程中要严格的对滚珠丝杠的承载能力进行考核。
2.3. 使用实时监控技术提高加工精度
随着数控技术不断提高,对于数控机床进行零件加工的过程中可以实现全程的监控,在这个过程中就能够及时的调整加工中的误差环节,并且要对加工过程中的每一个环节误差数据进行及时的采集和分析,并且及时反馈到控制终端,通过误差数据采取相应的误差补偿,进行及时的判断,提高零件的加工精度。

Ⅹ 数控机床设备的结构特点和性能要求是什么

数控机床虽然也有普通机床所具有的床身和立柱、导轨、操作台、刀架等部件。但为了与控制系统的高精度、高速度控制相匹配,对机床主机部分的结构设计还提出了高精度、高刚度、低惯量、低摩擦、无间隙、高谐振频率、适当的阻尼比等要求。由于机械结构形式是体现其性能的具体手段,是实现性能的核心因素,因此数控机床的关键部件在结构设计中也有了重大变化。
数控机床设备的结构特点:
一、基础部件的结构特点
(1)基础部件的主要作用
数控机床的基础件主要包括床身、立柱、操作台等支承件,它们的基本功能是支承承载和保持各执行器官的相对位置。数控机床集粗精工于一体,既要能够承受粗工时大吃刀、大走刀的最大切削力、又要能够保证精工时的高精度。
(2)基础部件的性能要求
对基础件的结构设计在强度、刚度、抗振性、热变形和内应力等都提出了很高的要求。
(3)基础部件的改进方法
铸件采用全封闭截面,合理布置内部隔板和肋条,含砂造型或填充混凝土等材料,导轨面加宽,车床采用倾斜的床身和导轨还利于排屑,床身、立柱采用钢质焊接结构,可以明显提高其刚度,根据热对称原则布局还能增加散热隔热效果。
二、传动模块的结构特点
(1)传动模块的主要作用
主传动模块实现各种刀具和工件所需的切削功率,且在尽可能大的转速范围内保证恒功率输出,同时为使数控机床能获得最佳的切削速度,主传动须在较宽的范围内实现无级变速。现行数控机床采用高性能的直流或交流无级调速主轴电机,较普通机床的机械分级变速传动链大为简化。
(2)传动模块的性能要求
对精度有直接影响的主轴组件的精度、刚度、抗振性和热变形性能要求,可以通过主轴组件的结构设计和合理的轴承组合及选用高精度专用轴承加以保证。
(3)传动模块的改进方法
为提高效率和自动化程度,主轴应有刀具或工件的自动夹紧、放松、切屑清理及主轴准停机构。新型的陶瓷主轴、重量轻、热膨胀率低,具有高的刚性和精度。
三、进给模块的结构特点
(1)进给模块的主要作用
数控机床的进给模块是由电机驱动,通过滚珠丝杠带动刀具或工件完成各坐标方向的进给运动。
(2)进给模块的性能要求
为确定进给模块的传动精度和稳定性,在设计机械装置时,以“无间隙、低摩擦、低惯量、高刚度”为原则。
(3)进给模块的改进方法
①采用低摩擦、轻拖动、高效率的滚珠丝杠和直线滚动导轨;②采用大扭矩、宽调速的电机直接与丝杠相联接,缩短和简化进给传动链;③通过消隙装置消除齿轮、丝杠、联轴器的传动间隙;④对滚动导轨和丝杠预加载荷预拉伸。
四、其他模块的结构特点
(1)操作台
数控镗、数控铣中心,采用内部结构具有数控进给驱动机构特点的回转操作台,实现圆周任意角度的分度和进给运动。对多工序数控机床,配置自动交换操作台,进一步缩短辅助时间。
(2)刀架模块
回转刀架,更换主轴换刀和带刀库的自动换刀模块及多刀架、多主轴布局对提高效率和自动化水平发挥了重要作用。为使刀具在机床上迅速定位、夹紧,普遍采用标准刀具系统和机夹刀。
(3)数控附件
机床附件的作用是配合机床实现自动化。数控机床专用的附件有:①对刀仪,②自动编程机,③自动排屑器,④物料储运及上下料装置,⑤自动冷却、润滑及各种新型配套件如导轨防护罩等。
(4)润滑模块
切削油的注油方式即针对不同的对象所采取的不同方式进行润滑,各种注油方式对应的工艺也不尽相同。切削油供油系统润滑充分、供油量容易控制、散热和除杂质能力强,通常是通过油泵将切削油从油箱吸油后输送到需要切削的部位。常见的注油方式有:滴油方式、飞溅方式、喷油方式、油雾方式等。

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