1、數(shù)控沖床加工精度與影響因素?cái)?shù)控沖床的加工精度不僅與數(shù)控沖床本身的機(jī)床精度有關(guān),還與夾具、刀具和工件本身的誤差有關(guān)。例如,夾具的幾何精度和變形、刀具和工件的彈性變形和熱變形、工件在機(jī)械工程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力以及刀具和工件的裝央定位誤差等,都將影響機(jī)床的加工精度。機(jī)床、夾具、刀具和工件在一起組成了加工工藝系統(tǒng)。再進(jìn)一步考慮環(huán)境條件、運(yùn)行工作狀況以及檢測系統(tǒng)的誤差的影響,數(shù)控沖床加工精度的影響因素是綜合而復(fù)雜的。
影響數(shù)控沖床加工精度的內(nèi)部因素是:切削力及其力矩、摩擦力、振動、加工工藝系統(tǒng)元件的發(fā)熱和本身載荷、以及工藝系統(tǒng)中各零部件的幾何精度和剛度等。
影響數(shù)控沖床加工精度的外部因素是:周圍環(huán)境的溫度、設(shè)備的振動、空氣濕度與污染及操作者的干擾等。
從加工工藝系統(tǒng)角度分析影響加工精度的因素,數(shù)控沖床加工誤差主要由工件及夾具系統(tǒng)位置誤差、機(jī)床主機(jī)的空間位置誤差和刀具系統(tǒng)的位置誤差組成。
工件及夾具系統(tǒng)位置誤差由工件、夾具的安裝定位誤差、夾緊變形誤差、工件夾具系統(tǒng)在切削力作用下的彈性變形、切削過程中的熱變形和工件材質(zhì)不勻的隨機(jī)誤差組成。
機(jī)床主機(jī)的空間位置誤差主要由機(jī)床的幾何位置誤差和伺服進(jìn)給系統(tǒng)位移誤差組成。機(jī)床的幾何位置誤差由機(jī)床構(gòu)件間的相對位置誤差和機(jī)床部件移動軌跡的運(yùn)動誤差形成。這種誤差主要是機(jī)床的構(gòu)件部件的制造安裝誤差、承載后的變形誤差和熱變形形成的誤差。伺服系統(tǒng)位移誤差則是由進(jìn)給系統(tǒng)中傳動元件間隙和制造誤差、坐標(biāo)測量系統(tǒng)測試誤差和伺服系統(tǒng)跟蹤誤差組成。伺服系統(tǒng)跟蹤誤差由伺服系統(tǒng)的性能和數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)誤差綜合作用下產(chǎn)生的。
刀具系纜的位置誤差是由刀具系統(tǒng)在切削力作用下的彈性變形、刀尖的磨損、刀具尺寸調(diào)整(包括刀具的安裝和對刀)誤差、刀具的熱變形及刀具切削瘤產(chǎn)生與消失的隨機(jī)誤差綜合作用下形成的。
必要時再結(jié)合環(huán)境條件(如環(huán)境溫度及其波動、機(jī)床安裝條件、地基變形和外界干擾振動)與機(jī)床運(yùn)行情況(如機(jī)床的升溫運(yùn)行時間、切削條件等)等因素分析影響數(shù)控沖床加工精度的原因。
決定零件加工精度的最主要因素是數(shù)控沖床基本部件的精度和運(yùn)動精度。因而在應(yīng)用數(shù)控技術(shù)時,要求各控制坐標(biāo)系之間的相互協(xié)調(diào)盡可能完善。同時,為了使機(jī)床在空載條件下所確定的導(dǎo)軌面直線度和工作臺與主軸的垂直度等靜態(tài)精度在加載后仍然保持在規(guī)定的誤差范圍,也要求機(jī)床的結(jié)構(gòu)在加上切削力后彈性變形盡可能小,即機(jī)床的剮度要足夠大。在精度指標(biāo)中使用最多的是加工精度、定位精度、重復(fù)定位精度以及輪廓控制精度。
2.機(jī)床定位精度及其測定方法機(jī)床定位精度是在一定的工作條件(主要是指穩(wěn)定的機(jī)床溫度和環(huán)境溫度、規(guī)定的負(fù)荷重量、較短的測定時間等)下確定的。有不少人誤把機(jī)床滑板定位精度作為機(jī)床定位精度,盡管兩者誤差分布相似,但機(jī)床定位精度要在整個加工空間范圍內(nèi)得以保證,而機(jī)床滑板定位精度則基本上指的是在工作臺面高度(工件高度等于零)的定位精度。此外兩個的測定方法也有很大差別。機(jī)床定位精度是指沿某一坐標(biāo)方向以一點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)定位到另一點(diǎn)的精確度,實(shí)質(zhì)上是根據(jù)位移指令移動一段距離的行動。定位的基準(zhǔn)點(diǎn)(出發(fā)點(diǎn))經(jīng)常不是機(jī)床坐標(biāo)原點(diǎn)。有時稱相對于坐標(biāo)原點(diǎn)的定位精度為“單點(diǎn)定位精度”,以區(qū)別任意兩點(diǎn)間的定位精度。
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