數(shù)控車床加工精度影響因素分析及其控制

1 精度影響因素分析

在實(shí)際操作過(guò)程中,由于參數(shù)設(shè)置,操作人員經(jīng)驗(yàn)不足,操作標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,車床設(shè)備老化磨損等多方面因素的影響,都會(huì)導(dǎo)致加工精度出現(xiàn)偏差,從而影響產(chǎn)品加工的質(zhì)量。只有通過(guò)對(duì)主要影響因素的仔細(xì)分析,加以針對(duì)性整改,才能為生產(chǎn)合格產(chǎn)品提供有效保障。

1.1 系統(tǒng)控制

伺服驅(qū)動(dòng)一般在數(shù)控車床的系統(tǒng)控制之中擔(dān)任著重要角色,主要負(fù)責(zé)各加工部件之間的順暢銜接,便于按照流程施工[2]。其工作原理是利用滾珠絲杠進(jìn)行有效定位,然后通過(guò)伺服電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)力,帶動(dòng)各部件運(yùn)轉(zhuǎn),借助電機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢,有效控制滾珠絲杠在定位中的施工精度。一般情況下,半閉環(huán)型的伺服系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在數(shù)控車床加工工藝當(dāng)中,在啟動(dòng)電機(jī)開始工作前,電機(jī)將會(huì)呈現(xiàn)出反向運(yùn)動(dòng)狀態(tài),從而會(huì)出現(xiàn)較明顯的偏振空隙,呈現(xiàn)空轉(zhuǎn)狀態(tài),在電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)的工作狀態(tài)下,受到轉(zhuǎn)動(dòng)部分和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的綜合外力影響,會(huì)出現(xiàn)一定范圍的彈性形變,加工點(diǎn)與其他待加工區(qū)位由于振動(dòng)頻率不同,會(huì)出現(xiàn)明顯的差異,從而造成更多間隙產(chǎn)生,無(wú)法確保施工精度。在進(jìn)行系統(tǒng)誤差分析時(shí),還需要考慮方向間隙問(wèn)題,以及由此產(chǎn)生的誤差值的疊加效應(yīng),這些因素都會(huì)降低產(chǎn)品機(jī)加工的精度質(zhì)量。

1.2 參數(shù)控制

一般情況下,數(shù)控車床主要通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)字編程按照既定的程序進(jìn)行機(jī)加工,把需要加工的各項(xiàng)數(shù)據(jù)以數(shù)字形式輸入到程序當(dāng)中,通過(guò)參數(shù)設(shè)置來(lái)調(diào)整車刀對(duì)零部件等待加工產(chǎn)品的切削扯絲工作,以此確保加工出來(lái)的成品能夠符合設(shè)計(jì)要求。

車削加工過(guò)程中,主偏角和刀尖的圓弧半徑等基本參數(shù)可通過(guò)車刀進(jìn)行反映,加工棒料時(shí),軸向尺寸往往容易造成一些偏差,當(dāng)出現(xiàn)此類問(wèn)題時(shí),應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行合理分析,減少誤差影響。此類誤差與主偏角之間通常存在一種反比關(guān)系,當(dāng)主偏角逐漸增大之后,對(duì)應(yīng)的誤差會(huì)相應(yīng)減小;但與刀尖圓弧的半徑關(guān)系卻呈現(xiàn)正比關(guān)系。因此,當(dāng)加工過(guò)程中車刀參數(shù)受到影響發(fā)生變化,也會(huì)造成加工精度的降低。

2 提高精度的控制措施

2.1 加強(qiáng)幾何精度管理

要通過(guò)加強(qiáng)過(guò)程管控來(lái)提高車床的加工精度。在車床正常工作狀態(tài)下,要嚴(yán)格控制車刀的切削速度,以求達(dá)到設(shè)計(jì)加工的理想精度要求,切勿將切削速度固定在高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下,盡量減少空隙產(chǎn)生和偏振的影響,從而影響精度施工。在加工操作過(guò)程中,可以利用滾動(dòng)鋼制軌道的方式,促進(jìn)切削工作更加流暢,結(jié)合鋼制軌道的剛度情況,提高導(dǎo)軌自身穩(wěn)定性,使得車床能夠在穩(wěn)定導(dǎo)軌平面自由滑動(dòng)。同時(shí),在車床設(shè)計(jì)之初,還應(yīng)當(dāng)考慮借助輔助設(shè)備對(duì)滑道進(jìn)行加固,使其始終處于水平位置,導(dǎo)軌與基座之間應(yīng)盡量減少縫隙,如果存在縫隙,還需要及時(shí)采取輔助物進(jìn)行充填,確保通過(guò)提高車床設(shè)計(jì)的進(jìn)一步合理性,來(lái)保證切削工作的平穩(wěn)順滑加工,減少故障率和精度下降。

2.2 誤差補(bǔ)償措施

要合理利用數(shù)控系統(tǒng)特有的補(bǔ)償功能科學(xué)分析處理在操作過(guò)程中的誤差補(bǔ)償。當(dāng)出現(xiàn)誤差偏差時(shí),應(yīng)該及時(shí)分析偏差原因,采取有效措施進(jìn)行補(bǔ)償,注重細(xì)節(jié)和過(guò)程上的管控。比如在實(shí)踐工作中,可適當(dāng)利用閉環(huán)伺服系統(tǒng)的相關(guān)軟件來(lái)完成對(duì)應(yīng)控制目標(biāo),確保將車床進(jìn)行有效控制,使其能夠發(fā)揮基本作用。在具體加工過(guò)程中,較容易出現(xiàn)反向偏差的問(wèn)題,當(dāng)出現(xiàn)此類情況時(shí),應(yīng)及時(shí)采取相關(guān)措施,減少對(duì)定位精度造成負(fù)面不可控的影響。與此同時(shí),也可以采取反向偏差的補(bǔ)償技術(shù)對(duì)加工環(huán)節(jié)中存在的問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行處理,妥善處置因此造成的誤差隱患,避免其對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性運(yùn)行的影響。

2.3 源頭設(shè)計(jì)防控措施

在具體實(shí)踐工作中,面對(duì)系統(tǒng)誤差的問(wèn)題,可以利用科學(xué)的防止方式處理。為了減少加工誤差和操作誤差,應(yīng)從數(shù)控車床出廠的設(shè)計(jì)制造方面進(jìn)行嚴(yán)格管控,對(duì)機(jī)械裝備的精度進(jìn)行科學(xué)分析,采取合理手段進(jìn)行干預(yù),防止出現(xiàn)系統(tǒng)誤差問(wèn)題。

2.4 精度綜合控制措施

2.4.1 對(duì)刀工作管控

按照對(duì)刀結(jié)構(gòu)的不同,可將對(duì)刀方式劃分為2種不同的類型,分別為機(jī)械外部與機(jī)械內(nèi)部。機(jī)械外部可以利用刀具預(yù)調(diào)儀適當(dāng)?shù)亻_展各種加工活動(dòng),還可以依靠試切手段開展對(duì)應(yīng)工作,如果技術(shù)裝備尚不完善,則需及時(shí)確定斷面的中心點(diǎn)區(qū)域,將其視為至關(guān)重要的對(duì)刀點(diǎn),在找到對(duì)刀點(diǎn)區(qū)域后,可以將該區(qū)域適當(dāng)規(guī)劃,確保在機(jī)床回歸原來(lái)位置后,仍可以進(jìn)行合理的對(duì)刀處理。當(dāng)?shù)毒吲c加工部件產(chǎn)生了有效接觸后,需要進(jìn)行ZO類型測(cè)量處理,保證及時(shí)記錄刀補(bǔ)值,當(dāng)Z軸任務(wù)完成了之后,可以適當(dāng)利用試切手段,繼續(xù)處理X軸的對(duì)刀工作,以此強(qiáng)化精度管理。

2.4.2 科學(xué)調(diào)試

在完成基本對(duì)刀工作之后,還需重視調(diào)試工作進(jìn)展情況,在加工零部件之前,需仔細(xì)梳理清楚調(diào)試細(xì)節(jié),以便開展下一步調(diào)試活動(dòng)?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)基本行程的加工模擬,利用坐標(biāo)系對(duì)刀具位置進(jìn)行合理調(diào)整,精準(zhǔn)確定,運(yùn)用科學(xué)的手段提高加工質(zhì)量。開始模擬實(shí)踐時(shí),應(yīng)對(duì)程序特點(diǎn)進(jìn)行細(xì)致分析,采取科學(xué)措施對(duì)加工過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行仔細(xì)檢查,制定詳細(xì)預(yù)案,有效控制可能出現(xiàn)的故障問(wèn)題,確保在自運(yùn)行過(guò)程中,及時(shí)查找發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并有效處理,圓滿完成相應(yīng)調(diào)試任務(wù)。

2.4.3 加工細(xì)節(jié)控制

在經(jīng)過(guò)加工前的設(shè)備調(diào)試環(huán)節(jié)后,還需要檢查零部件產(chǎn)品的合格情況,若沒(méi)有基本的質(zhì)量保障,將會(huì)嚴(yán)重影響下一步工作的開展。在調(diào)試環(huán)節(jié)可以詳細(xì)分析各部件之間配合運(yùn)轉(zhuǎn)的情況,但并不能夠完全反映出每一個(gè)部件產(chǎn)品質(zhì)量是否合格達(dá)標(biāo)。在實(shí)際加工生產(chǎn)過(guò)程中,通常會(huì)因?yàn)榧?xì)節(jié)問(wèn)題影響加工精度。同時(shí),試運(yùn)轉(zhuǎn)期間,由于質(zhì)量無(wú)法保證,也會(huì)造成刀具的磨損破壞,進(jìn)而影響加工精度。

3 結(jié)語(yǔ)

在實(shí)際加工操作過(guò)程中,可以通過(guò)合理的預(yù)防控制措施對(duì)加工質(zhì)量和加工環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)配管理。利用科學(xué)管控,嚴(yán)格遵循規(guī)章制度和工藝流程,促進(jìn)專業(yè)人員的協(xié)調(diào)分工。從設(shè)備制造的設(shè)計(jì)、調(diào)試、加工、問(wèn)題排查、改進(jìn)建議、監(jiān)督管理等方面入手,提升精度加工與精度管理水平,確保在精度提升后,產(chǎn)品質(zhì)量與安全質(zhì)量進(jìn)一步得到保障,達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)的預(yù)期目