世界上精度最高的机床_有关机床精度方法的应用与措施分析
时间：2019-04-16 03:15:43 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
在机械加工中,误差是不可避免的,只有对误差产生的原因进行详细的分析,才能采取相应的预防措施减少加工误差,提高机械加工精度。数控机床的改造在机械加工行业中的应用越来越广,文章对数控机床改造的特点进行了分析,并在此基础上对提高数控机床改造的精度的几种常见方法进行了详细的阐述,对数控机床的改造具有一定的指导作用。
1、机床加工时产生误差主要原因
1.1 主轴旋转误差
通常情况下,我们对主轴旋转误差的划分都是指主轴瞬时的具体回转轴线与理论回转轴线之间的一个变动量。引发主轴旋转误差的关键因素有:主轴在具体的加工过程中会产生一些诸如径向跳动、轴向窜动以及角度摆动等现象。根据具体操作的情况,应该适当提高主轴和箱体的精度,使用一些高精度的轴承,从而进一步地提高整个主轴部件的精度和预紧功能。对于一些高速的主轴零部件,必要时要加设一个平衡装置对其进行平衡,这样就可提高主轴的回转精度。
1.2 系统变形产生的误差
(1)机床零部件刚度。机床部件通常都是由很多零件所组成,机床得部件刚度目前还没有一个相对简捷的计算方法,当前使用最广的还是利用实验方法对其进行测定的。如果变形和载荷不能构成线性的关系,加载和卸载曲线就不会重合,往往卸载曲线要远远落后于加载曲线。这两条曲线之间所公有的面积形成了载加载和卸载循环过程中具体损耗的能量,它主要是消耗在了摩擦力和接触变形所做的功,首次卸载之后,变形恢复是很难回归到首次的加载点,这是因为还有残余变形的存在所导致的,经多次不断地加载卸载以后,加载曲线的起点方可与卸载曲线终点进行重合,这样残余变形就会逐渐缩小。
(2)工件刚度。工艺系统过程中倘若工件的刚度相对于整个机床、夹具、刀具来说都比较低的话,在具体的切削力下,工件就会因为刚度的不足所导致的变形对所有的加工精度产生重大的影响。
(3)刀具刚度。通常情况下,外圆车刀在实际加工的表面法线(y)方向上有着巨大的刚度,在很多实际生产的过程中可以忽略。对于镗直径相对较小的一些内孔,刀杆的刚度一般都比较差,所以刀杆受力变形就会对整个孔的加工精度产生影响。
1.3 传动系统误差
对于传动系统所产生的误差,我们通常是这样给定义的,传动误差就是指所有出现在内联系传动链中前后两端传动具体元件当中的一些相对运动的而引发的误差。传动误差一般都是由传动链过程中所有的环节的装配和制造所引起的误差,有的情况下也有可能是在使用具体过程中的因为磨损而产生。
1.4 刀具的几何误差
所有的刀具在实际切削整个过程中,都会或多或少产生一些磨损,所以就会引起工件的尺寸与形状的不同程度改变。科学地选用具体的刀具材料,对所选用的所有新型刀具材料都要具有相应的耐磨性,通过正确地选用切削用量和刀具几何参数,充分利用冷却液等手段,都会进一步地减少生产过程中对刀具尺寸磨损。特殊情况下还可以利用一些补偿装置,进行对刀具具体尺寸的磨损进行适当的自动补偿。
1.5 定位误差
对于定位误差通常是指基准不重合误差和定位部件制造不准确误差。前者是在零件图确定具体零部件的表面尺寸和相应位置所依据的一个基准,通常称之为设计基准。在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的基准称为工序基准。在机床上对工件进行加工时,须选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准,如果所选用的定位基准与设计基准不重合,就会产生基准不重合误差。后者是夹具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得绝对准确,它们的实际尺寸(或位置)都允许在分别规定的公差范围内变动。工件定位面与夹具定位元件共同构成定位副,由于定位副制造得不准确和定位副间的配合间隙引起的工件最大位置变动量,称为定位副制造不准确误差。
2、提高机械加工精度的措施
2.1 提高机床精度
提高所使用机床的几何精度,提高夹具、量具及工具本身精度,控制工艺系统受力、受热变形、刀具磨损、内应力引起的变形、测量误差等均属于直接减少原始误差;为了提高机械加工精度,需对产生加工误差的各项原始误差进行分析,根据不同情况对造成加工误差的主要原始误差采取不同的措施解决;对于精密零件的加工应尽可能提高所使用精密机床的几何精度、刚度和控制加工热变形;对具有成形表面的零件加工,则主要是如何减少成形刀具形状误差和刀具的安装误差。
2.2 提高传动系统的精度
如果是圆柱直齿轮,可以改成斜齿轮或者人字齿轮,能保证传动平稳,受力均匀,合理控制两齿轮中心局,调整好轮齿间隙才能保证精度,另外,对于高速传动齿轮,还应考虑运行环境,做好润滑措施等。
2.3 提高系统的刚度
提高工艺系统刚度,说到底就是提高夹具、被加工件的抵抗刀具切削力下变形的能力。所以,要从这两方面入手。下面只谈零件刚性不足的问题:增加辅助支撑（不能影响定位）,使用跟刀架（车加工）,合理安排切削用量（适当降低切削速度）,选择合适角度的刀具（如:车细长轴时,用90°偏刀）。等。总之,在切削力作用下（尤其要注意力的方向）,使得工件、夹具变形最小,就好。
2.4 误差补偿法
对工艺系统的一些原始误差,可采取误差补偿的方法以控制其对零件加工误差的影响。误差抵消法:利用原有的一种原始误差去部分或全部地抵消原有原始误差或另一种原始误差。误差补偿法:此法是在机床上加入误差补偿装置,从而补偿或抵消原来系统中固有的误差,达到减少加工误差,提高加工精度的目的。
在机械加工中,误差是不可避免的,只有对误差产生的原因进行详细的分析,才能采取相应的预防措施减少加工误差,提高机械加工精度。
参考文献
[1]顾维邦.金属切削机床概论[J].机械工业出版社,1998.
[2]李玉平.机械加工误差的分析[J].新余高专学报,2005.
