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浅谈影响数控车床加工精度的因素及应对措施

2020年04月24日14:45
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       摘要 :数控车床加工精度影响因素较多,本文结合实例对此进行了总结,并分享了实例中的处理方法,同时就日常数控车床加工操作,提出了一些操作技巧,仅供参考。
 
       关键词:   数控车床    加工精度    因素
 
       一、加工精度异常实例分析
  
       1.1 案例一
  
       1. 现象。某采用 Frank 系统的立式加工中心,在连杆模具加工过程中,垂线 Z 轴进给异常,出现 1mm 切削误差,即 Z 方向过切。
  
       2. 诊断与处理。在手动输入数据方式下,各个轴运动正常,回参考点也正常,排除了电气控制部分的硬件故障。随后检查故障发生时运行 加工程序段,尤其是刀具补偿,坐标系的校对和计算。在点动方式下,诊断 Z 轴工况,发现 Z 轴向上的工况存在噪音,尤其是快速点动时,噪音非常明显,据此可分析出可能存在机械方面的问题。检查 Z 轴精度,使用手摇脉冲发生器移动 Z 轴,1*100 档位,结合百分表检查Z 轴工况。当 Z 轴保持正常运动状态后,正向运动每一步的实际距离都为 0.1mm,说明定位精度良好。而在反向运动时,发现运动距离出现波动,表现出反向间隙,无论怎么补偿都存在波动,而且在补偿中发现,间隙补偿越大,在反向运动初期阶段波动越大。分析判断可能是电机存在异常,或是机械有故障,还可能是丝杠有间隙。于是分离电机和丝杠分开检查,发现电机运动正常。而检查机械部分时发现确实存在故障,拆开设备后发现轴承有磨损,且部分滚珠脱落。更换后恢复。

       1.2 案例二
  
       1. 现象。同样是 Frank 系统的加工中心,在 X 轴上精度异常。误差范围 0.008~1.2mm。

       2. 诊断与处理。经检查工件坐标系已经按照要求设置好。按照设置好的坐标系运行程序,记录运动后的机械坐标值,然后转为手动模式,输入数据运行程序,待运动结束记录坐标值,对比两个坐标值发现存在 0.352mm 的距离误差。反复进行比对试验,发现每次运动后的坐标值都不一样。比对百分表发现记录的坐标值与实际位置误差基本相同。认为可能是 X 轴重复定位存在较大误差,进一步检查 X 轴定位精度和反向间隙,并对于产生的误差进行补偿,发现不起作用,进而认为可能是系统参数或光栅尺存在故障,但是系统未给出报警信息,无法确定原因,因此,进一步检查发现,
当 X 轴去除使能后,垂直方向上的主轴箱下落,产生了误差。至此基本可以确定为程序的控制逻辑有问题,导致加工精度异常。进过调整程序,先加载使能,然后松 X 轴,使松开 X轴的控制正常,而在夹紧 X 轴时,先夹紧,然后去除使能。
  
       经过调整控制逻辑后,故障得以解决。
  
       总结起来,主要有五个方面,包括进给单位改动或变化即伺服进给系统有误差;车刀几何参数异常;车床位置误差;刀具磨损误差;车床热变形误差等。其中很多因素可以通过对车床的正确操作来降低影响。
  
       二、数控车床加工操作技巧
  
       1、编程。1. 编程逻辑。先根据产品的精度要求,在编程时考虑先粗车,后精车,这样做可以很好的保证精度。同时先钻孔然后再端平,这样能够防止出现缩料。考虑到小公差工件表面容易被划伤或是变形,考虑先大公差后小公差。如此根据上述的工件加工顺序,确定编程逻辑。2. 按材料确定转速、进给与切深。如碳钢材料,1Gr11 设定高转速、高进给与大切深,参数分别为 S1600,F0.2,2mm;又如硬质合金,GH4033,参数设定为 S800,F0.08,0.5mm。再如钛合金,Ti6,转速 S400,进给 F0.2,切深 0.3mm。

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