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在數控走心機加工過(guò)程中,對加工精度的要求比較高,如何解決加工精度誤差的問(wèn)題呢?操作人員要仔細分析影響數控走心機加工精度的原因有哪些,才能尋根究底找到正確的解決方法。
1、加工原理誤差
加工原理誤差是指采用了近似的刀刃輪廓或近似的傳動(dòng)關(guān)系進(jìn)行加工而產(chǎn)生的誤差。加工原理誤差多出現于螺紋、齒輪、復雜曲面加工中。
例如,走心機加工漸開(kāi)線(xiàn)齒輪用的齒輪滾刀,為使滾刀制造方便,采用了阿基米德基本蝸桿或法向直廓基本蝸桿代替漸開(kāi)線(xiàn)基本蝸桿,使齒輪漸開(kāi)線(xiàn)齒形產(chǎn)生了誤差。又如車(chē)削模數蝸桿時(shí),由于蝸桿的螺距等于蝸輪的周節(即mπ),其中 m是模數,而π是一個(gè)無(wú)理數,但是車(chē)床的配換齒輪的齒數是有限的,選擇配換齒輪時(shí)只能將π化為近似的分數值(π =3.1415)計算,這就將引起刀具對于工件成形運動(dòng)(螺旋運動(dòng))的不準確,造成螺距誤差。
在加工中,一般采用近似加工,在理論誤差可以滿(mǎn)足加工精度要求的前提下(《=10%-15%尺寸公差),來(lái)提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。
2、調整誤差
走心式數控機床的調整誤差是指由于調整不準確而產(chǎn)生的誤差。
3、機床誤差
機床誤差是指走心式自動(dòng)車(chē)床的制造誤差、安裝誤差和磨損。主要包括機床導軌導向誤差、機床主軸回轉誤差、機床傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差。
1)導軌導向精度——導軌副運動(dòng)件實(shí)際運動(dòng)方向與理想運動(dòng)方向的符合程度。主要包括:① 導軌在水平面內直線(xiàn)度Δy和垂直面內的直線(xiàn)度Δz(彎曲);②前后兩導軌的平行度(扭曲);③ 導軌對主軸回轉軸線(xiàn)在水平面內和垂直面內的平行度誤差或垂直度誤差。
2)導軌導向精度對切削加工的影響主要考慮導軌誤差引起刀具與工件在誤差敏感方向的相對位移。數控走心機車(chē)削加工時(shí)誤差敏感方向為水平方向,垂直方向引起的導向誤差產(chǎn)生的加工誤差可以忽略;鏜削加工時(shí)誤差敏感方向隨刀具回轉而變化;刨削加工時(shí)誤差敏感方向為垂直方向,床身導軌在垂直平面內的直線(xiàn)度引起加工表面直線(xiàn)度和平面度誤差。
機床主軸回轉誤差
數控走心機床主軸回轉誤差是指實(shí)際回轉軸線(xiàn)對于理想回轉軸線(xiàn)的漂移。主要包括主軸端面圓跳動(dòng)、主軸徑向圓跳動(dòng)、主軸幾何軸線(xiàn)傾角擺動(dòng)。
1)主軸端面圓跳動(dòng)對數控走心機加工精度的影響:①加工圓柱面時(shí)無(wú)影響;②車(chē)、鏜端面時(shí)將產(chǎn)生端面與圓柱面軸線(xiàn)垂直度誤差或端面平面度誤差;國產(chǎn)走心機哪家好③加工螺紋時(shí),將產(chǎn)生螺距周期誤差。
2)主軸徑向圓跳動(dòng)對加工精度的影響:①若徑向回轉誤差表現為其實(shí)際軸線(xiàn)在y軸坐標方向上作簡(jiǎn)諧直線(xiàn)運動(dòng),鏜床鏜出的孔為橢圓形孔,圓度誤差為徑向圓跳動(dòng)幅值;而車(chē)床車(chē)出的孔沒(méi)什么影響;②若主軸幾何軸線(xiàn)作偏心運動(dòng),無(wú)論車(chē)、鏜都能得到一個(gè)半徑為刀尖到平均軸線(xiàn)距離的圓。
3)主軸幾何軸線(xiàn)傾角擺動(dòng)對加工精度的影響:①幾何軸線(xiàn)相對于平均軸線(xiàn)在空間成一定錐角的圓錐軌跡,從各截面看相當于幾何軸心繞平均軸心作偏心運動(dòng),而從軸向看各處偏心值不同;②幾何軸線(xiàn)在某一平面內作擺動(dòng),從各截面看相當于實(shí)際軸線(xiàn)在一平面內作簡(jiǎn)諧直線(xiàn)運動(dòng),而從軸向看各處跳動(dòng)幅值不同;③實(shí)際上主軸幾何軸線(xiàn)的傾角擺動(dòng)為上述兩種的疊加。
機床傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差
數控走心機傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差是指傳動(dòng)鏈中首末兩端傳動(dòng)元件之間的相對運動(dòng)誤差。
4、夾具的制造誤差和磨損
數控走心機夾具的誤差主要指:1)定位元件、刀具導向元件、分度機構、夾具體等的制造誤差;2)夾具裝配后,以上各種元件工作面間的相對尺寸誤差;3)夾具在使用過(guò)程中工作表面的磨損。
5、刀具制造誤差與磨損
在數控走心機的加工過(guò)程中,刀具誤差對加工精度的影響根據刀具的種類(lèi)不同而異。
1)定尺寸刀具(如鉆頭、鉸刀、鍵槽銑刀及圓拉刀等)的尺寸精度直接影響工件的尺寸精度。
2)成型刀具(如成型車(chē)刀、成型銑刀、成型砂輪等)的形狀精度將直接影響工件的形狀精度。
3)展成刀具(如齒輪滾刀、花鍵滾刀、插齒刀具等)的刀刃形狀誤差會(huì )影響加工表面的形狀精度。
4)一般刀具(如車(chē)刀、鏜刀、銑刀),其制造精度對加工精度無(wú)直接影響,但刀具易磨損。
6、工藝系統受力變形
走心機加工時(shí),工藝系統在切削力、夾緊力、重力和慣性力等作用下會(huì )產(chǎn)生變形,從而破壞了已調整好的工藝系統各組成部分的相互位置關(guān)系,導致加工誤差的產(chǎn)生,并影響加工過(guò)程的穩定性。主要考慮機床變形、工件變形以及工藝系統的總變形。
7、工藝系統的熱變形
在加工過(guò)程中,由于內部熱源(切削熱、摩擦熱)或外部熱源(環(huán)境溫度、熱輻射)產(chǎn)熱使工藝系統受熱而發(fā)生變形,從而影響加工精度。在大型工件加工和精密加工中,工藝系統熱變形引起的加工誤差占加工總誤差的40%-70%。
工件熱變形對加工金的的影響包括工件均勻受熱和工件不均勻受熱兩種
8、工件內部的殘余應力
殘余應力的產(chǎn)生:1)毛胚制造和熱處理過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應力;2)冷校直帶來(lái)的殘余應力;3)切削加工帶來(lái)的殘余應力。
9、夾緊力對加工精度的影響
工件裝夾時(shí),由于工件剛度較低或夾緊力著(zhù)力點(diǎn)不當,使工件產(chǎn)生相應的變形,造成的加工誤差。
10、切削力對加工精度的影響
只考慮機床變形,對加工軸類(lèi)零件來(lái)講,機床受力變形使加工工件呈兩端粗、中間細的鞍形,即產(chǎn)生圓柱度誤差。只考慮工件變形,對加工軸類(lèi)零件來(lái)講,工件受力變形使加工后工件呈兩端細、中間粗的鼓形。而對加工孔類(lèi)零件來(lái)講,單獨考慮機床或工件的變形,加工后工件的形狀與加工的軸類(lèi)零件相反。