数控车床加工精度的影响因素分析及对策研究论文_程红梅

数控车床加工精度的影响因素分析及对策研究论文_程红梅

国家能源神东煤炭集团设备维修中心一厂修复车间 陕西榆林 719315

摘要:机械设备及其工件制造生产过程中应用数控车床设备能够凭借其加工精度提高生产工件的质量与性能,目前数控车床设备在制造工件的过程中,精度的控制对现阶段提升机电工件生产加工质量具有深远的意义。文章主要针对数控车床加工精度的影响因素进行分析并展开对其影响对策的研究。

关键词:数控车床;加工精度;影响因素;对策

1引言

随着经济的发展和社会的进步,我国的工业化进程也有了飞速发展,机械器件在我们的生产生活中占的比例越来越高,因此对于机械器件的加工精度也变得越来越高。数控车床作为机械生产中必不可少的一部分,给机械生产带来了较高的经济效益。在现代生活中,随着人们对生活质量的要求提高,机械生产中对数控车床的加工精度也有了较高的精度要求,随着数控车床的广泛使用,逐渐改变了过去工人操作的状况,改善了工人的工作环境,提高了机械生产的工作效率。

与传统的加工机床相比,数控机床在实际应用中一改传统加工机床的缺点,对整个工业化的不断发展做出了贡献,因此研究数控车床的加工精度对于机械生产具有很重要的意义。

本文主要针对数控车床展开讨论,对影响数控车床加工精度的主要因素进行分析,并进行了相应的对策探讨。下面将针对数控车床进行详细论述。

2数控机床设备的组成及特点

2.1数控机床设备的组成

(1)主机:主机是数控车床的主体,包括床、主轴、立柱、进给机构等机械部件,还可用于完成各种切削机械零件。

(2)数控装置:数控车床的核心为数控装置,包括软件和硬件设备(印刷电路板等),数字部件加工程序的输入和存储就依靠它,为实现各种控制功能可以处理和更改数据。

(3)驱动装置:驱动装置是数控车床执行器的驱动部分,有主轴驱动单元、主轴电机、进给电机、进给单元等,可以使用电动液压伺服系统。在数控装置的控制下,实现主轴驱动和进给驱动。同时将几个进给联动,可以促成工件的定位和各种直曲线等空间曲线的加工。

(4)加工辅助装置:辅助设备数控机床在运行中的一些必要设施,确保数控机床正常运行,其功能包括冷却,除屑、润滑等,包括液压装置、切屑清除装置、数控转盘及监控装置。

2.2数控机床设备的主要特点

(1)在加工工艺中,数控车床的机械零件加工精度及质量更理想。

(2)数控车床加入多坐标联动机构,可以进行更复杂的机械零件加工,提高加工工艺水平。

(3)在更多类型加工机械设备的情况下,数控车床只需要控制可以相应改变的程序,而不需要整个生产线重装,提升了机械设备的加工效率,也扩大了数控车床的应用范围。

(4)整体来看,数控车床生产效率较高。

(5)从机床设备的具体运行情况来看,数控车床自动化水平较高,可有效降低劳动力需求,降低员工工作压力。

(6)从机械工件加工技术来看,数控车床加工工艺运用具有较高的精度。

3数控机床设备的工作原理

数控车床设备目前已经广泛应用在机械加工企业,数控车床设备自身具有较高的精度控制技术,能够提高企业生产效率。数控车床设备融合了多项先进的科学技术,从被发明起就受到了制造行业的追捧。数控车床的主要结构是多工位刀塔技术与动力刀塔技术,这两种技术结构能够加工出多种不同类型的工件,让数控车床设备有着非常高效的加工性能,平常见到的螺纹工件、槽工件和蜗杆工件等数控车床设备都能快速、精准地生产。

除了以上两种结构技术,数控车床设备还能进行直线插补、圆弧插补等多种技术结构的加工,能够帮助生产企业进行复杂零件的加工,并且有效提升了其质量与精准度,数控车床设备的出现使整个机械加工制造产业提升了生产水平,将企业的经济效益也不断提高。数控车床设备在设计制造的过程中,实现了对现代化的计算机控制和自动化的运营技术这些多种技术多形态的的集中运用。与普通车床相对比,在实际的数控车床设备开展生产技术活动不需要生产人员在运行过程中,借助人为操纵方式改变空间距离,也不需要加工的技术工人,对加工的机械刀具开展反复的修补完善。在数控机床在实际开展机械设备的加工活动过程中,依照标准化的流程,对加工技术展开专门的技术处理。

通过机械化的加工处理,在数控设备的实际运行中对技术进行描述,编制具体的加工流程控制语言,并且将已经编制好的语言录入到计算机系统中进行审核完善。最后在此基础上对数控机床设备系统发出技术命令,启动设备部件推动机械加工运动,从而具体地开展机械加工的推动活动。

数控车床与普通车床相比较,所具备的条件:机械加工的技术精准水平高,机械加工的质量稳定;可以有效地对多种复杂的机械加工部件;在机械设备的加工中只需要对机床设备的数控设备和参数控制体系进行简单控制调整,可以对不同机械设备展开简单调整;生产加工的效率高,提高了机械的生产水平,比普通机床产量高了三到五倍;设备的自动型划水平高,降低了生产加工工人的综合劳动强度;机床设备加工精密度高,需要加工的工作人员具备良好的综合素质。

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4数控车床加工精度的衡量指标

数控车床加工精度的衡量指标主要为几何精度、定位精度、切削精度。首先,几何精度是反映关键机械部件是否产生物理形变的客观指标,一旦出现几何形状误差,其加工精度必然受到不同程度的影响。其次,定位精度是指机床运动部件在数控系统下的运动规律是否满足位置精度。一旦位置精度出现偏差,其加工精度也会产生直接影响,尤其孔隙加工时的孔距误差较大。最后,切削精度是几何精度和定位精度的综合检查指标,需要借助加工部件的削切比例适应度为衡量单位,进而评估数控机床的铣刀铣侧面圆度、直线度、直角度、平面度、两轴联动精度等是否达到加工要求,从而验证数控机床的加工精度是否规范和标准。

5数控车床加工精度影响因素分析

车床的加工精度一般受材料、安装、检测、环境以及制造工艺等诸多方面的影响,就其加工精度而言,一般由车的精度、编程精度、伺服精度和插补精度组成。在数控车床加工精度影响因素中,较为常见的是伺服系统驱动误差、车刀参数变化等方面影响数控车床加工精度,当然从数控车床加工精度的四个组成部分分析,每个组成部分出现问题都会对数控车床的加工精度造成影响,如车床本身几何误差、车床辅助性能下降等也是数控车床加工精度失控的主要原因之一。下面就两种常见的影响因素进行详细的分析:

5.1车刀参数变化因素

数控车床的加工过程主要是在编程控制车刀对零件进行切削达到设计图纸标准完成的,在对棒料类进行车削加工时,由于其轴线尺寸以及车削加工的车刀本身存在主偏角和刀尖圆弧半径会存在一定的偏差,并且这个偏差与刀尖圆弧半径成正比,与主偏角成反比,所以在类似材料进行车床加工时,要根据加工器件的特点以及计算出来的准确误差数据进行程序编制,修正因为车刀刀尖圆弧半径、主偏角、刀尖与零件中心高度偏差造成数据车床加工精度出现的误差。

5.2伺服系统驱动因素

伺服系统驱动因素造成数控车床加工精度出现问题其具体过程包括数控车床的定位是有滚珠丝杠完成的,伺服系统是车床加工的驱动中心,滚珠丝杠通过伺服系统的控制完成指定位置的移动,而在这个移动过程中,会出现空运转现象导致的反向间隙误差,同时,数控车床在外力作用下完成传动状态会出现弹性变形,由于机床各部位受力不均衡导致弹性间隙进而引起加工控制精度的变化。

6数控车床加工精度的提高方案

要提高数控车床的加工精度,就要对影响其精度的因素进行分析,再针对具体问题提出适宜的提高方案:

(1)针对“零件装卡夹具/工装的定位精度、尺寸精度和磨损情况”提升车床加工精度零件装卡夹具/工装的定位精度是由夹具/工装的设计精度和加工工艺精度共同决定的。因此,要保证夹具/工装的精度,一方面要在设计之初,确定好尺寸精度和冷、热加工工艺方法,避免由于设计原因导致的精度不达标;另一方面在执行加工过程中,要保证严格按照设计图纸的精度要求和加工工艺进行加工,并在各个工序设置精度控制限,实时监控精度,避免生产出精度不达标的夹具/工装。

(2)针对“加工程序编制准确度和车床操作人员的技术精准度”提升车床加工精度数控车床在提升加工效率、减小劳动强度的同时,要求车床操作人员有高的技术精准度。要提升车床的加工精度可以从提高车床操作人员的技术水平方面入手。

首先,要对数控操作人员的上岗资格进行严格考核,确保其基本理论知识和水平过关;其次,要针对不同型号的数控车床,制定相对应的操作指南,并安排操作人员定期接受培训和考核,以确保其知识的牢固性;此外,还应设定一定频次的质量抽检,以确保加工过程受控。

(3)针对“信息传输准确度”提升车床加工精度数控车床是由计算机数字化系统控制的,信息传输的准确度直接影响着车床的加工精度。因此,可以从信息传输方面入手提升车床的加工精度。首先,可以选用高精度参数的PLC;其次,可以选用高精度参数的伺服装置。

(4)针对“环境因素”提升车床加工精度在机加工行业,环境对零部件尺寸的测量有重要影响,不同环境温度和湿度下的同一个零部件,尺寸测量值相差很大,因此要保证零部件尺寸的加工精度就要保证零件加工开始前,加工过程中和加工完成后的环境温度和湿度的一致性。所以,要提升车床加工精度,需要严格控制环境温度和湿度,可以选择将数控机床置于环境温度和湿度可调可控的独立空间,并对环境温度和湿度进行8小时一次的监测。

总而言之,提升数控车床的加工精度需要多方面地,综合性地改善,随着数控车床的不断改良和创新,工程师们会发现更多提升其加工精度的方案

7结语

随着我国工业技术的发展,数控车床加工技术也广泛应用,数控车床对技术零件的加工质量与精准度有着非常重要的影响,针对此项技术的不足进行研究,并根据这些问题进行有效的抑制,减少各种因素对机械零件精准度的影响,并提高机械零件的生产效率。今后的发展中,各个机械加工企业必定会对数控车床技术加以重视,所以提高数控技术能提升企业的市场竞争力,增加企业的经济效益。

参考文献

[1]贾东庭.数控车床加工精度的影响因素及提高措施[J].机械工程师,2015,9:194-195.

[2]解川一霖.数控车床加工精度影响因素分析[J].内燃机与配件,2018(9):86.

[3]张淑梅.数控车床加工精度的影响因素及提高措施[J].内燃机与配件,2018(3):93-94.

论文作者:程红梅

论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期

论文发表时间:2018/12/18

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