落地数控镗铣床镗孔加工精度分析论文_王继城,张秋

陕煤集团神南产业发展有限公司 陕西榆林 719300

摘要:我单位使用的落地数控镗铣床为沈机集团昆明机床股份有限公司生产的,型号“TK6913”。在使用过程中经常遇到孔系的加工,孔系的加工精度涉及到工艺系统、机床精度等许多方面。

关键词:落地数控铣镗床;镗孔加工

1 镗孔时的进给方式对加工精度的影响

落地数控镗铣床镗孔时的进给方式有以下几种:一种是由镗杆进给,另一种是工作台沿机床Z轴进给,还有一种是方箱进给。刀具进给方式对孔系加工精度的影响与镗孔方式有关。

当采用一端进给加工孔时,若以镗杆直接进给,在镗孔过程中随着镗杆的不断伸长,刀尖处的挠曲变形量愈来愈大,让刀加大,使被加工孔愈来愈小,加工后的孔圆柱度误差较大。同理,若用镗杆直接进给加工同轴线上的各孔,则造成孔的同轴度误差。

反之,若镗杆伸出长度不变,而以工作台进给,在镗孔过程中,刀尖处的挠度值不变(假定切削力不变),镗杆的变形对被加工孔的几何形状精度和孔系的相互位置精度均无影响。

但是,当用工作台进给时,机床导轨的直线度误差会使被加工孔产生圆柱度误差,使同轴线上的孔产生同轴度误差。机床导轨与主轴轴线的平行度误差,使被加工孔产生圆度误差,如图1所示。在垂直于镗杆旋转轴线的截面A—A内,被加工孔是正圆;而在垂直于进给方向的截面B—B内,被加工孔为椭圆。此外,工作台与床身导轨的配合间隙对孔系加工精度也有一定影响,因为当工作台作正、反向进给时,通常是以不同部位与导轨接触的,这样,工作台就会随着进给方向的改变而发生偏摆,间隙愈大,工作台愈重,其偏摆量愈大。

因此,当镗同轴孔系时,会产生同轴度误差;镗相邻孔系时,则会产生孔距误差和平行度误差。

比较以上两种进给方式,在悬臂镗孔中,镗杆的挠曲变形较难控制,而机床的工作台进给,并采用合理的操作方式,比镗杆进给较易保证孔系的加工质量。但是,对于工作台沉重的落地数控镗铣床,低速时易产生爬行,反而不如镗杆直接进给较好。实际加工时,可以通过移动方箱的方法,或工件装夹时尽量靠近机床主轴,尽可能减少镗杆的伸长量,已达到提高加工精度的目的。

2 主轴刀具安装时拉紧力不足时对加工精度的影响

数控机床主轴刀具锁紧机构大多采用液压或气压松开,靠碟形弹簧回复力拉紧刀具。由于碟形弹簧长期使用会产生疲劳和损坏,导致对刀具的拉紧力下降。在镗孔过程中,由于切削力的作用会使刀具产生轻微松动,从而出现孔尺寸不稳定以及孔圆度超差的现象。

3 坐标轴间隙对加工精度的影响

数控镗铣床坐标轴的间隙,在很大程度上影响机床运行的稳定性,是引起机床运行抖动的重要原因。在半闭环控制系统中,系统只检测电机输出端的位置,对坐标轴的实际位置并不检测,即使加进间隙补偿,也只是保证反向运行的精度,并不能纠正坐标轴停止后的位置变化。在镗孔过程中也会引起圆度超差现象。

4 结论

落地数控镗铣床镗孔加工精度的控制,是机床使用过程中的一个非常重要的问题,在加工过程中可以通过选择合理的刀具、切削用量、进刀方法、调节机床的精度等多种方法,具体问题具体分析,通过试验、测量及现实的一些手段,找出影响加工精度最主要的因素,最终达到要求的孔加工精度。

参考文献

[1]马跃.探讨镗铣床加工精度的提升策略[J].工业,2015(9):00101-00101.

[2]乔秀芸.数控铣削加工精度与加工误差分析[J].工程技术:全文版,2016(11):00241-00241.

[3]大型铣镗床主轴滑枕变形分析与改进方法[J].蔡有杰,陆义南.机械设计与制造.2008(03):127-128

[4]切削加工简明实用手册[M].化学工业出版社,黄如林主编,2004

论文作者:王继城,张秋

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第19期

论文发表时间:2017/12/19

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