時(shí)間:2023-03-22 17:44:52
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(1)數(shù)控技術(shù)的概念
數(shù)控技術(shù)是在傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)的基礎(chǔ)上,采用數(shù)字控制技術(shù)來(lái)進(jìn)一步提高機(jī)械加工的質(zhì)量,并且結(jié)合傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等進(jìn)行機(jī)械加工運(yùn)動(dòng)。較傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)來(lái)說(shuō),其不但具有高準(zhǔn)度與高效率,同時(shí)還具備柔性自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn),國(guó)內(nèi)現(xiàn)在對(duì)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用主要是預(yù)先編制好程序,再通過(guò)控制程序來(lái)控制設(shè)備,一般采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。
(2)數(shù)控加工技術(shù)的主要特點(diǎn)
數(shù)控加工技術(shù)可以簡(jiǎn)便的改變相關(guān)工藝參數(shù),因此在進(jìn)行換批加工與研制新產(chǎn)品時(shí)非常方便。另外,像普通機(jī)床很難完成的加工復(fù)雜零件與零件曲面形狀等,利用數(shù)控加工技術(shù)都可以高質(zhì)量量完成。數(shù)控加工技術(shù)采用模塊化標(biāo)準(zhǔn)工具,在換刀與安裝方面都節(jié)省了很多時(shí)間,同時(shí)對(duì)工具的標(biāo)準(zhǔn)化程度與管理水平都有較大的提高。
2數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工技術(shù)中的應(yīng)用意義
(1)數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工技術(shù)中的應(yīng)用
提高了機(jī)床的控制力近年來(lái)數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工技術(shù)中的應(yīng)用,對(duì)機(jī)床控制力有了很大程度上的提高,進(jìn)一步提高了機(jī)械加工的工作效率。采用數(shù)控技術(shù)來(lái)控制機(jī)床設(shè)備,充分發(fā)揮了機(jī)床設(shè)備的功能,同時(shí)使機(jī)床設(shè)備的操作更加簡(jiǎn)單,通過(guò)在數(shù)控器上預(yù)先編制好機(jī)械加工的流程與操作方法,并由控制器依據(jù)相關(guān)數(shù)字信息來(lái)控制機(jī)床運(yùn)行,不但保證了機(jī)械加工的質(zhì)量,同時(shí)也使機(jī)床設(shè)備更具高效化。
(2)數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工技術(shù)中的應(yīng)用
推動(dòng)了汽車(chē)制造業(yè)的發(fā)展數(shù)控技術(shù)對(duì)進(jìn)一步發(fā)展汽車(chē)制造業(yè)有很大的幫助,通過(guò)將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械加工技術(shù)中以提高機(jī)械加工技術(shù)的有效,為進(jìn)一步發(fā)展汽車(chē)制造業(yè)提供了技術(shù)保障,在汽車(chē)零件的加工中運(yùn)用數(shù)控技術(shù)可有效提高生產(chǎn)率,同時(shí)強(qiáng)化了汽車(chē)進(jìn)行機(jī)械加工的效果,使原本復(fù)雜的操作更加簡(jiǎn)單,提高汽車(chē)零件加工生產(chǎn)的效率同時(shí)促使汽車(chē)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)最大化收益。
3有效提高數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工技術(shù)中的應(yīng)用效果
(1)重視對(duì)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用
近些年來(lái),數(shù)控技術(shù)雖已被廣泛應(yīng)用到機(jī)械加工技術(shù)中,但是仍然有一部分企業(yè)內(nèi)部對(duì)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用缺乏足夠的重視。因此,要想進(jìn)一步將數(shù)控技術(shù)融入到機(jī)械加工技術(shù)當(dāng)中,首先就必須要讓企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理者充分認(rèn)識(shí)到數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工技術(shù)中的重要意義,給予充分的重視。同時(shí),積極組織數(shù)控技術(shù)相關(guān)知識(shí)的培訓(xùn),提高工作人員數(shù)控技術(shù)水平,結(jié)合數(shù)控技術(shù)的實(shí)際操作與理論知識(shí),以便更好的發(fā)揮數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢(shì),提高機(jī)械加工的質(zhì)量與效率。
(2)在機(jī)械加工過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程
一般在機(jī)械加工的過(guò)程中都是采用人工手動(dòng)進(jìn)行對(duì)生產(chǎn)制造圖樣與編寫(xiě)零件加工程序單以及工藝過(guò)程進(jìn)行確定,這樣不僅效率低且容易出現(xiàn)人為計(jì)算失誤。因此,應(yīng)注重對(duì)數(shù)控技術(shù)有效性的應(yīng)用,盡快實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程,使用計(jì)算機(jī)來(lái)替代人工操作,不但可保證加工質(zhì)量,同時(shí)提高機(jī)械加工制造的效率,實(shí)現(xiàn)人力與物力的合理化配置,為加工企業(yè)節(jié)約制造成本,進(jìn)一步推動(dòng)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。
(3)合理改進(jìn)并更新機(jī)械加工中的原有設(shè)備
在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)下,我國(guó)工業(yè)大力發(fā)展,數(shù)控技術(shù)被越來(lái)越普遍的應(yīng)用到了機(jī)械加工技術(shù)中,而時(shí)代新形勢(shì)對(duì)機(jī)械加工的要求越來(lái)越高,因此,應(yīng)當(dāng)積極創(chuàng)新數(shù)控技術(shù),大力倡導(dǎo)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的發(fā)展,以保證數(shù)控機(jī)床的穩(wěn)定性與高效性。同時(shí),對(duì)機(jī)械加工中的原有設(shè)備應(yīng)當(dāng)進(jìn)行合理改進(jìn),提升機(jī)械加工的技術(shù)水平,完善數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用,提高我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)水平。
(4)實(shí)現(xiàn)數(shù)控技術(shù)的智能化與網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展
通過(guò)相關(guān)文獻(xiàn)閱讀,我們可以清楚的看到,在歷史上機(jī)械加工技術(shù)發(fā)生過(guò)三次革命,而這三次革命,每一次都給人類(lèi)的生產(chǎn)、生活帶來(lái)了翻天覆地的變化,影響著整個(gè)世界制造業(yè)的發(fā)展。第一,機(jī)械加工技術(shù)的第一次革命。18世紀(jì)初期,近代機(jī)械制造業(yè)就已經(jīng)在歐美國(guó)家形成,并在19世紀(jì)中期逐漸實(shí)現(xiàn)了制造機(jī)械化,形成了一整套的機(jī)械加工技術(shù)。直至20世紀(jì)80年代,隨著電子技術(shù)與電力技術(shù)、制造技術(shù)的結(jié)合,促使了第一次制造革命的爆發(fā)??梢哉f(shuō)在第一次革命中,產(chǎn)生了許多的全新加工方法,而這些加工方法又被人們稱(chēng)之為特種加工。此時(shí)期的特種加工,是以減材加工為主要加工手段。并在傳統(tǒng)機(jī)械加工的基礎(chǔ)上進(jìn)行的研發(fā)與改革,如:在變形加工方面增加了放電成型、電磁成型、激光三維成型等諸多新方法;而在接合加工方面增加了放電沖擊焊接、電子束焊接、激光焊接、等離子焊機(jī)等方法。第二,機(jī)械加工技術(shù)的第。至20世紀(jì)90年代,以減材加工為主要手段的機(jī)械加工技術(shù)早已無(wú)法滿(mǎn)足制造企業(yè)的生產(chǎn)加工需求,無(wú)法滿(mǎn)足市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此,以制造技術(shù)、材料技術(shù)、能源技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)相結(jié)合以及加工方法逆向思維的突破,促進(jìn)了第二次制造革命的爆發(fā)。可以說(shuō)第二次制造革命是在特種加工基礎(chǔ)上,選取固化液體材料,采用粘結(jié)、熔結(jié)、聚合等化學(xué)反映手段,制造其所需要的機(jī)械加工零件。其實(shí)質(zhì)是一種增材加工方法。而該階段,也出現(xiàn)了許多先進(jìn)的增材加工方法,如:化學(xué)法中的液態(tài)光敏樹(shù)脂選擇性固化、數(shù)字化噴射RP技術(shù)等,為機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展開(kāi)啟了一展全新的大門(mén)。第三,機(jī)械加工技術(shù)的第三次革命。相較于前兩次的制造革命,第三次制造革命可以說(shuō)是歷史發(fā)展的必然因素,也是機(jī)械加工技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。第三次制造革命在本質(zhì)上與前兩次制造革命不同,其并不是在外界環(huán)境的強(qiáng)制作用下形成的,因此說(shuō)其是應(yīng)運(yùn)而生也未嘗不可。其主要是因?yàn)楦鞣N生物技術(shù)、生命科學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科在制造技術(shù)中的不斷融入而引發(fā)的革命,根本在于人們對(duì)產(chǎn)品的需求。
2現(xiàn)今我國(guó)的機(jī)械加工技術(shù)
現(xiàn)狀相較于西方發(fā)達(dá)國(guó)家,雖然我國(guó)的機(jī)械加工技術(shù)發(fā)展較晚,但是經(jīng)過(guò)數(shù)十幾年的發(fā)展與研究?jī)叭灰呀?jīng)取得了十分驕人的成績(jī)。尤其是機(jī)械加工技術(shù)類(lèi)型繁多,能夠滿(mǎn)足一些機(jī)械產(chǎn)品的加工需求,提高機(jī)械產(chǎn)品的加工精確度與質(zhì)量。目前,我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械加工技術(shù)類(lèi)型主要包括:高速加工技術(shù);超精密加工技術(shù);數(shù)控加工技術(shù);水噴射加工技術(shù);超高能束加工技術(shù);超自動(dòng)化加工技術(shù);快速成型技術(shù);成型工藝技術(shù);干式切削技術(shù)等。而從我國(guó)機(jī)械加工技術(shù)的整體發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,我們可以清楚的看到,目前我國(guó)的機(jī)械加工技術(shù)正走在高速、超高速,精密、超精密的發(fā)展方向。高速、超高速加工是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,其是在高速主軸、高速加工機(jī)床結(jié)構(gòu)、高速加工刀具、系統(tǒng)的不斷改進(jìn)上發(fā)展而來(lái)的。同時(shí),高速、超高速加工技術(shù)不僅可以用于加工普通的鋼、鐵、有色金屬材料,還可以加工高強(qiáng)度的合金鋼、纖維強(qiáng)化復(fù)合材料,擴(kuò)大加工范圍的同時(shí),也極大的提高了我國(guó)機(jī)械加工的生產(chǎn)效率,加工質(zhì)量。目前,高速、超高速加工技術(shù)正在我國(guó)航天、航空、汽車(chē)、機(jī)床等制造行業(yè)中被廣泛應(yīng)用。而精密、超精密加工技術(shù)則在我國(guó)尖端武器制造中占據(jù)著十分重要的地位,始終是我國(guó)機(jī)械加工技術(shù)發(fā)展的最主要方向。具體來(lái)講,精密、超精密加工技術(shù),其在我國(guó)是一項(xiàng)內(nèi)容十分廣泛的新技術(shù),工藝實(shí)質(zhì)在于提高機(jī)械加工的精確度,使表面質(zhì)量達(dá)到極高的標(biāo)準(zhǔn),并且在提高機(jī)電產(chǎn)品的使用性能、可靠性等方面都有著十分重要的作用。因此,精密、超精密加工技術(shù)也可謂是國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中的核心技術(shù)之一。
3結(jié)束語(yǔ)
數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用,使得機(jī)械加工脫離了傳統(tǒng)以人工控制為主的加工時(shí)代,對(duì)生產(chǎn)力的提高具有重要作用。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用對(duì)機(jī)械加工的變革性意義主要表現(xiàn)在以下幾方面:1)生產(chǎn)效率大幅提高。應(yīng)用數(shù)控技術(shù)后,機(jī)械加工脫離人為控制,生產(chǎn)周期大大縮短,生產(chǎn)效率大幅提高,廢料率大幅降低;2)生產(chǎn)速度更快。數(shù)控技術(shù)對(duì)機(jī)械加工時(shí)間的控制非常精確,完全不受人為主觀控制,在機(jī)械加工速度上去除了人為干擾,加工速度得到迅速提高;3)產(chǎn)品外觀更美觀。機(jī)械加工的產(chǎn)品,外觀要求精美,數(shù)控技術(shù)將外觀要求輸入后,電子自動(dòng)控制,外觀與模型幾乎無(wú)異;4)產(chǎn)品外形實(shí)現(xiàn)多樣化。通過(guò)制圖工具制作模型,產(chǎn)品形狀隨心所欲,經(jīng)過(guò)數(shù)控技術(shù)加工都能成為現(xiàn)實(shí);5)產(chǎn)品精度更標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)人為控制的機(jī)械加工,產(chǎn)品在精度方面控制不夠精細(xì)。而數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用,精確控制完全自動(dòng)化,可以完全避免人為誤差。產(chǎn)品加工精度更符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);6)生產(chǎn)控制自動(dòng)化。這也是最直觀的表現(xiàn)。數(shù)控技術(shù)的最直接目的就是自動(dòng)控制,是機(jī)械加工擺脫人力因素的唯一選擇。數(shù)控技術(shù)運(yùn)用自身的數(shù)字化功能,可以有效控制機(jī)械加工的設(shè)備和過(guò)程,并采用數(shù)控設(shè)備、數(shù)控編控等技術(shù)使機(jī)械加工更加系統(tǒng)化。
2機(jī)械加工中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用
2.1數(shù)控技術(shù)在機(jī)床加工中的應(yīng)用
機(jī)械加工中,機(jī)床的應(yīng)用比例很大。各種各樣的模具生產(chǎn)都是由機(jī)床來(lái)完成的。傳統(tǒng)的機(jī)床生產(chǎn),模具的精度控制很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,因此,生產(chǎn)出的模具合格率較低,材料利用率低。而數(shù)控化技術(shù)在機(jī)床上應(yīng)用后,實(shí)現(xiàn)了機(jī)床全自動(dòng)化機(jī)電一體制,這種機(jī)電一體化加工生產(chǎn)技術(shù)能保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
2.2數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械加工中的應(yīng)用
煤礦機(jī)械具有特殊性,是專(zhuān)用的機(jī)械設(shè)備,由于其工作環(huán)境復(fù)雜多變,對(duì)安全系統(tǒng)要求較高,煤礦機(jī)械加工過(guò)程要求精細(xì)化程度高。而傳統(tǒng)機(jī)械加工很難實(shí)現(xiàn)其精度的要求。而且,煤礦機(jī)械更新?lián)Q代較快,應(yīng)用領(lǐng)域單一,所以生產(chǎn)加工量小,下料難。數(shù)控技術(shù)得到應(yīng)用后,設(shè)備下料切割采用數(shù)控技術(shù),改變了過(guò)去的工作模式,切割效率得到成倍提高,切割質(zhì)量高,提高了材料的利用率,降低了設(shè)備的生產(chǎn)成本。同時(shí),數(shù)控氣割機(jī)裝有自動(dòng)可調(diào)的切縫補(bǔ)償裝置,它允許對(duì)構(gòu)件的實(shí)際輪廓進(jìn)行程序控制,好比數(shù)控機(jī)床上對(duì)銑刀的半徑補(bǔ)償一樣。這樣可以通過(guò)調(diào)切切縫的補(bǔ)償值來(lái)精確控制毛還件的加工余量。
2.3數(shù)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,難免會(huì)有惡劣的工作環(huán)境存在,如高溫、高壓、操作空間狹小,操作高度過(guò)高等。這些危險(xiǎn)的工作環(huán)境極大地增加了工作人員的工作危險(xiǎn)性。而數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用后,工業(yè)生產(chǎn)上類(lèi)似的惡劣環(huán)境完全編入數(shù)控程序,使工業(yè)生產(chǎn)危險(xiǎn)性得到極大改善。在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中,應(yīng)用數(shù)控技術(shù)之后,生產(chǎn)過(guò)程可以由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)全程控制。只要預(yù)先輸入各種生產(chǎn)程序和產(chǎn)品參數(shù),則計(jì)算機(jī)系統(tǒng)便能夠依照指令實(shí)現(xiàn)真正意義上的無(wú)人自動(dòng)化生產(chǎn)。即便是在生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)了故障或者問(wèn)題,系統(tǒng)會(huì)根據(jù)錯(cuò)誤的等級(jí)來(lái)決定是否繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn),同時(shí)采用有關(guān)的保護(hù)性護(hù)理措施,并向管理者報(bào)警。除此之外,機(jī)械加式中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用還有很多,如航空設(shè)備的生產(chǎn)、機(jī)器人系統(tǒng)的生產(chǎn)、汽車(chē)工業(yè)的生產(chǎn)、石油機(jī)械的生產(chǎn)、國(guó)家武器裝備的生產(chǎn)以及建筑機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等領(lǐng)域,應(yīng)用數(shù)控技術(shù)后,無(wú)一不推動(dòng)了行業(yè)的快速良性發(fā)展。
3機(jī)械加工中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用趨勢(shì)
隨著新的智能化技術(shù)的發(fā)展,機(jī)械加工中數(shù)控技術(shù)的發(fā)展同樣朝向智能化方向發(fā)展。主要表現(xiàn)在加工過(guò)程的自適應(yīng)控制和工藝參數(shù)自動(dòng)生成;為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算等;操作方面的智能化,如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等。另外,隨著數(shù)字技術(shù)的不斷進(jìn)步,機(jī)械加工也面臨著新的市場(chǎng)需求,特別是人們對(duì)精細(xì)化的要求也越來(lái)越高,于是高速度、高精加工技術(shù)成為必然的趨勢(shì)。
4結(jié)語(yǔ)
機(jī)械加工工藝相對(duì)于其他工藝來(lái)說(shuō)要復(fù)雜的多,其本身就是一個(gè)復(fù)雜的加工過(guò)程。因此,在進(jìn)行機(jī)械加工時(shí),必須要有相關(guān)措施來(lái)規(guī)范工藝,否則會(huì)出現(xiàn)一系列的問(wèn)題,而這種約束性的規(guī)范就稱(chēng)為工藝規(guī)程。工藝規(guī)程的定義是技術(shù)人員在機(jī)械加工時(shí)對(duì)工藝產(chǎn)品進(jìn)行規(guī)范制約,即技術(shù)人員根據(jù)工藝產(chǎn)品的形狀或規(guī)格等因素來(lái)制定一系列的工藝流程,然后將其制成相關(guān)技術(shù)文件,在加工過(guò)程中就以此文件為基礎(chǔ)進(jìn)行操作,這也被稱(chēng)為工藝規(guī)范。在機(jī)械加工中,工藝規(guī)范文件占了很重要的地位,其對(duì)機(jī)械加工起著指導(dǎo)性作用。工藝規(guī)程對(duì)整個(gè)機(jī)械加工來(lái)說(shuō)非常重要,由于其具有指導(dǎo)性,因此在實(shí)際的操作中就應(yīng)該以工藝規(guī)程為基礎(chǔ)而對(duì)實(shí)際的加工操作作出相應(yīng)的調(diào)整。在調(diào)整過(guò)后,產(chǎn)品的相關(guān)位置、尺寸等因素也會(huì)有一些變化,但是不能違背工藝規(guī)程,以此形成一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié),產(chǎn)品經(jīng)過(guò)這個(gè)環(huán)節(jié)之后就會(huì)成為一個(gè)完整的工藝成品,這就是機(jī)械加工工藝的基本流程。
2加工工藝的誤差以及原因
(1)定位誤差及原因。在機(jī)械加工工藝中,加工中的定位誤差是比較常見(jiàn)的,其主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面。第一,由于基準(zhǔn)的重合不準(zhǔn)確而導(dǎo)致的誤差;第二,由于定位副加工的準(zhǔn)確度不高從而導(dǎo)致的定位誤差。由此看出,在加工機(jī)械零件時(shí)定位的準(zhǔn)確性是非常重要的。機(jī)械加工必須要有準(zhǔn)確的定位基準(zhǔn),且要使用正規(guī)的幾何要素。如果采用不正確的幾何要素來(lái)作為定位基準(zhǔn),則會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的定位誤差,并且所選擇的定位基準(zhǔn)必須要與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相吻合,否則會(huì)出現(xiàn)基準(zhǔn)不重合的現(xiàn)象,這就是導(dǎo)致基準(zhǔn)不重合的主要原因。定位副主要是由兩方面組成,即夾具定位原件和工件定位面,引起定位副加工不準(zhǔn)確的主要原因就是由于定位副制造或定位副間的配合不協(xié)調(diào),使得其間隙發(fā)生變化而導(dǎo)致零件發(fā)生變化,從而使定位副加工的準(zhǔn)確度受到影響。這種誤差一般在調(diào)整法加工中出現(xiàn),若換成試切法加工會(huì)將此誤差的出現(xiàn)概率降低。
(2)制造誤差及原因。在機(jī)械加工工藝誤差中,由于機(jī)床生產(chǎn)的制造誤差主要包括三方面,即導(dǎo)軌誤差、傳動(dòng)鏈誤差以及主軸回轉(zhuǎn)誤差。所謂導(dǎo)軌是指機(jī)床各部分零件位置的基準(zhǔn),機(jī)床之所以能運(yùn)轉(zhuǎn),是因?yàn)橛袑?dǎo)軌的支撐。出現(xiàn)導(dǎo)軌誤差的主要原因是由于在使用過(guò)程中出現(xiàn)局部磨損、安裝的質(zhì)量不過(guò)關(guān)等,從而造成了機(jī)床生產(chǎn)制造誤差。出現(xiàn)傳動(dòng)鏈誤差的主要原因是傳動(dòng)鏈在使用的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)不同程度的磨損,而磨損后的傳動(dòng)鏈在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生一定的差距,這樣就會(huì)導(dǎo)致傳動(dòng)鏈出現(xiàn)誤差。主軸回轉(zhuǎn)誤差的產(chǎn)生原因是由于主軸的實(shí)際回轉(zhuǎn)線(xiàn)與平均回轉(zhuǎn)線(xiàn)不是一成不變的,兩者之間會(huì)產(chǎn)生一系列的變動(dòng),其變動(dòng)的量就是所謂的主軸回轉(zhuǎn)誤差,該誤差的大小直接影響了加工產(chǎn)品的精細(xì)度。同時(shí),產(chǎn)生主軸回轉(zhuǎn)誤差的原因還包括了同軸度誤差以及軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的磨損程度等因素。
(3)加工工具的誤差及原因。對(duì)于機(jī)械加工的工具來(lái)說(shuō)其主要有夾具和刀具,而夾具和刀具的使用誤差對(duì)加工工藝來(lái)說(shuō)也是比較嚴(yán)重的問(wèn)題。使用夾具的主要作用是確定加工零件的具置,如果在夾具的使用過(guò)程中出現(xiàn)了誤差,則會(huì)直接導(dǎo)致加工零件的定位出現(xiàn)偏差。出現(xiàn)刀具使用誤差的主要原因是由于刀具在使用過(guò)程中會(huì)受到各種因素的影響從而出現(xiàn)不同程度的磨損,而將磨損后的刀具用于加工工藝中則會(huì)對(duì)產(chǎn)品的尺寸以及形狀造成一定程度的影響。因此,加工工藝中刀具的誤差是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。
(4)工藝系統(tǒng)的誤差及原因。在機(jī)械加工工藝中,出現(xiàn)工藝系統(tǒng)誤差的主要原因是由于在加工過(guò)程中有一些硬度不高的零件會(huì)容易變形。而變形后的零件就會(huì)促使工藝系統(tǒng)誤差的出現(xiàn),并且在加工過(guò)程中,切削力的變化、材質(zhì)不均勻等也會(huì)導(dǎo)致誤差的出現(xiàn)從而對(duì)整個(gè)工藝系統(tǒng)造成影響。
3如何降低加工工藝技術(shù)的誤差
(1)避免直接誤差。在機(jī)械加工的過(guò)程中并不是所有誤差都不能避免,一些誤差是可以被避免的。工程技術(shù)人員首先要高度重視在加工過(guò)程中所出現(xiàn)的誤差,并及時(shí)的處理這些誤差,從而避免這些誤差再次出現(xiàn)。例如,在磨削薄片零件的端面時(shí),技術(shù)人員可以根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)先將原件粘在平板上,然后準(zhǔn)備一個(gè)磁力吸盤(pán),并將兩個(gè)工件放于吸盤(pán)上,將零件端面磨平再取出。隨后在打磨另一個(gè)端面時(shí)就以此為基準(zhǔn)進(jìn)行,這樣打磨出來(lái)的薄片不容易變形。
(2)及時(shí)處理誤差。雖然在加工過(guò)程中有些誤差能夠避免,但是仍有一些誤差是必然的,若出現(xiàn)了不可避免的誤差,則工程技術(shù)人員應(yīng)立即處理,從而降低因誤差帶來(lái)的損失。避免誤差的主要做法就是人為制造出新的誤差,并利用這種誤差來(lái)抵消原有的不可避免的誤差,這樣才能及時(shí)的避免誤差?lèi)夯?/p>
(3)利用誤差分組法。在機(jī)械加工工藝中常用降低誤差的方法主要就是誤差分組法,其可以很大程度的降低誤差并且提高工藝的精確度。誤差分組法顧名思義就是進(jìn)行分組,而分組依據(jù)是按原件的尺寸和誤差的大小進(jìn)行。這樣分組之后會(huì)使得每組的準(zhǔn)確度大幅度提高,然后在進(jìn)行一定的調(diào)整,就可以很大程度的降低所有組的整體誤差,從而使工藝的誤差能夠大幅度的減少。
4結(jié)束語(yǔ)
(1)加工原理誤差。加工原理誤差是在實(shí)際的機(jī)械零件加工過(guò)程中,使用和理論加工方法類(lèi)似的技術(shù)、刀具輪廓以及傳動(dòng)比等使得產(chǎn)生的零件參數(shù)與理論有所偏差。這也是數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工中最常出現(xiàn)的精度誤差原因。產(chǎn)生這種誤差的原因有兩種:a.實(shí)際的加工中使用類(lèi)似的加工方法,在數(shù)控機(jī)床的實(shí)際操作中,為了使加工的流程看起來(lái)和理論相似,使用的加工方法和理論上有所差距,這必然會(huì)造成加工原理上的誤差。b.實(shí)際機(jī)械加工中使用的工具和理論模具不一樣,比如刀具輪廓的使用,理論上機(jī)械加工要求刀具應(yīng)當(dāng)具有很高精度的刀具曲面,但是實(shí)際操作中,機(jī)械加工的刀具不能達(dá)到理想的要求,一般會(huì)采用近似的刀具曲面,像弧線(xiàn)、直線(xiàn)等線(xiàn)性進(jìn)行替代,這種情況就會(huì)造成刀具輪廓加工過(guò)程中帶來(lái)的加工理論誤差。(2)工藝系統(tǒng)誤差。a.機(jī)械零件受力點(diǎn)位置變化引起誤差。在機(jī)械加工工藝的生產(chǎn)中,工藝系統(tǒng)的切削著力點(diǎn)通常會(huì)伴隨著切削的位置進(jìn)行變化,兩者之間位置的變化,使得加工零件受力點(diǎn)在不斷變化,在位置的交錯(cuò)中,會(huì)造成一定的誤差。b.機(jī)械加工受力程度的變化引起誤差。在機(jī)械加工中,零件受力點(diǎn)在不斷變化過(guò)程中,點(diǎn)受到的切削程度也會(huì)不一樣,由于被加工的零件本身就存在材質(zhì)、形狀和尺寸的不均勻情況,在加工的過(guò)程中就會(huì)形成不同受力點(diǎn)切削的力度不一,形成加工工藝中的誤差。
2數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工精度提升的誤差補(bǔ)償技術(shù)
在現(xiàn)代科技的發(fā)展和應(yīng)用中,保證機(jī)械加工的精度的方法有兩種,一是提高數(shù)控機(jī)床的質(zhì)量,二是采用誤差補(bǔ)償技術(shù),本文著重從誤差補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行精度提升的研究。誤差補(bǔ)償一般又可以分為誤差預(yù)防和誤差補(bǔ)償技術(shù),在誤差補(bǔ)償技術(shù)中常用的方法是誤差建模、誤差測(cè)量、誤差補(bǔ)償實(shí)施。(1)硬件靜態(tài)補(bǔ)償法。在機(jī)械加工精度控制中利用硬件靜態(tài)補(bǔ)償法是指通過(guò)添加外部硬件機(jī)構(gòu),在外力的作用下讓機(jī)床運(yùn)用副位置產(chǎn)生與誤差方向相反的運(yùn)動(dòng)來(lái)減少加工中的誤差。在加工螺絲時(shí)由于加工機(jī)床絲杠之間存在誤差,通過(guò)螺距校正尺來(lái)進(jìn)行絲杠之間的螺距,就屬于是靜態(tài)補(bǔ)償法。由于靜態(tài)補(bǔ)償法的局限性,只能在停止時(shí)進(jìn)行數(shù)值或者是硬件的參數(shù)調(diào)整進(jìn)行補(bǔ)償,在運(yùn)動(dòng)時(shí)不能進(jìn)行實(shí)時(shí)的補(bǔ)償,這種硬件靜態(tài)補(bǔ)償法被使用的頻率相對(duì)較低,一般會(huì)和其他方法進(jìn)行綜合使用。(2)靜態(tài)補(bǔ)償法和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償法綜合使用。上面已經(jīng)給提到靜態(tài)補(bǔ)償法是在數(shù)控機(jī)床加工的靜止時(shí),通過(guò)調(diào)整參數(shù)進(jìn)行誤差補(bǔ)償,這種補(bǔ)償法可以對(duì)精度進(jìn)行系統(tǒng)補(bǔ)償提高,不能在運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行隨機(jī)的誤差補(bǔ)償,通過(guò)和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償法的相結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)加工精度的大大提高。動(dòng)態(tài)補(bǔ)償是在加工的切削情況下,依據(jù)機(jī)床的工況、環(huán)境條件和空間位置的變化追蹤進(jìn)行補(bǔ)償量亦或參數(shù)補(bǔ)償,通過(guò)運(yùn)動(dòng)的實(shí)時(shí)現(xiàn)狀進(jìn)行反饋補(bǔ)償,例如在軸承的機(jī)床加工中,通過(guò)對(duì)熱量、幾何形狀、切削程度的監(jiān)控進(jìn)行及時(shí)的參數(shù)修改補(bǔ)償,是一種具有現(xiàn)實(shí)實(shí)際意義的誤差補(bǔ)償法,但對(duì)于數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平要求極高,投入的成本很大。(3)進(jìn)給伺服系統(tǒng)補(bǔ)償法。伺服系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)各加工坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置。這種補(bǔ)償系統(tǒng)可以正反兩個(gè)方向運(yùn)行,能夠根據(jù)加工軌跡的要求,進(jìn)行實(shí)時(shí)的正向或者反向運(yùn)動(dòng),其加工控制精度可以達(dá)到0.1微米,另外它的調(diào)速范圍寬、快速響應(yīng)并無(wú)超調(diào)、低速大轉(zhuǎn)矩。在典型的數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中由步進(jìn)電機(jī)構(gòu)成的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng),步進(jìn)電機(jī)的角位移或者線(xiàn)位移與脈沖數(shù)成正比,其轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比,它將指令脈沖變成步進(jìn)電機(jī)輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)控制機(jī)床加工;閉環(huán)進(jìn)給位置伺服系統(tǒng),它主要是采用直流伺服電動(dòng)機(jī)或交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),機(jī)床工作臺(tái)的實(shí)際位移可通過(guò)檢測(cè)裝置及時(shí)反饋給數(shù)控裝置中的比較器,以便于指令位移信號(hào)進(jìn)行比較,兩者差距有作為伺服電機(jī)的控制信號(hào),進(jìn)而驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)消除位移誤差;半閉環(huán)進(jìn)給位置伺服系統(tǒng),該系統(tǒng)由位置控制單元和速度控制單元構(gòu)成,光電脈沖編碼器發(fā)出的脈沖,一方面用作位置的反饋信號(hào),另一方面用作測(cè)速信號(hào)。當(dāng)點(diǎn)擊的負(fù)載變化時(shí)候,反饋脈沖信號(hào)的頻率將會(huì)隨著變化,在實(shí)際的機(jī)床加工中,通過(guò)控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行精度誤差的減小。(4)修改G代碼補(bǔ)償法。G代碼是編制機(jī)床加工程序的語(yǔ)言,G代碼中有刀具的補(bǔ)償功能,像G44、G43是刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償。G代碼的補(bǔ)償原理是通過(guò)對(duì)刀位信息的修改來(lái)補(bǔ)償誤差的范圍。這種補(bǔ)償也被廣泛用于數(shù)控機(jī)床的機(jī)械加工誤差補(bǔ)償,例如Hsu等人建立的五軸機(jī)床誤差補(bǔ)償模型,根據(jù)對(duì)模型對(duì)CAM軟件生成的初始刀位進(jìn)行修改,用修改G代碼的方法完成數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工誤差補(bǔ)償。這種補(bǔ)償方法需要G代碼的編程人員進(jìn)行工件的幾何形狀確定,確定工藝過(guò)程和刀具軌跡,在進(jìn)行實(shí)際的運(yùn)行中,如果出現(xiàn)位置偏移就需要通過(guò)修改G代碼進(jìn)行誤差補(bǔ)償,一般運(yùn)用于比較簡(jiǎn)單的加工零件,其形狀不復(fù)雜,主要是直線(xiàn)和圓弧組成的輪廓,數(shù)據(jù)的處理量不大,在遇到工作量大,復(fù)雜的零件時(shí)候,就需要通過(guò)計(jì)算機(jī)的G代碼控制進(jìn)行修改,程序員通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行編程。(5)坐標(biāo)偏置補(bǔ)償法。坐標(biāo)偏置補(bǔ)償法是利用數(shù)控系統(tǒng)的坐標(biāo)原點(diǎn)偏移,參照位置等信號(hào)的反饋進(jìn)行機(jī)床誤差的補(bǔ)償。在程序員進(jìn)行操作時(shí)候,可以通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的直觀顯示進(jìn)行零件加工的誤差校對(duì),對(duì)于出現(xiàn)誤差的,可以通過(guò)操作數(shù)控系統(tǒng)對(duì)原點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行重新設(shè)置,使其對(duì)出現(xiàn)的誤差進(jìn)行補(bǔ)償,這種補(bǔ)償方法適用于三軸坐標(biāo)的數(shù)控機(jī)床。這種補(bǔ)償法一般在使用側(cè)頭時(shí)候用的是固定側(cè)頭,同時(shí)還需要一定的軟件補(bǔ)償,保證地基的穩(wěn)定。
3結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,誤差補(bǔ)償法可以有效的提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工精度,并能夠給數(shù)控機(jī)床帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。誤差補(bǔ)償可以有效的控制數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工過(guò)程的零件精度,有助于提高機(jī)械加工工藝技術(shù),能夠適應(yīng)數(shù)控機(jī)械加工企業(yè)的高級(jí)精度、高級(jí)質(zhì)量水平化發(fā)展方向。誤差補(bǔ)償法是在原有數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上,通過(guò)科學(xué)的技術(shù)和手段,來(lái)實(shí)現(xiàn)零件設(shè)計(jì)的理論值,目前誤差補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用和被相關(guān)學(xué)者所關(guān)注,并且在通過(guò)不斷完善和更新誤差補(bǔ)償技術(shù),使其成為現(xiàn)代社會(huì)精密工程的主要技術(shù)。
作者:王少彬 單位:浙江省寧波市寧波大紅鷹學(xué)院
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關(guān)鍵詞:機(jī)械加工;精度;幾何形狀;工藝系統(tǒng);誤差
一、機(jī)械加工精度
1、機(jī)械加工精度的含義及內(nèi)容
加工精度是指零件經(jīng)過(guò)加工后的尺寸、幾何形狀以及各表面相互位置等參數(shù)的實(shí)際值與理想值相符合的程度,而它們之間的偏離程度則稱(chēng)為加工誤差。加工精度在數(shù)值上通過(guò)加工誤差的大小來(lái)表示。零件的幾何參數(shù)包括幾何形狀、尺寸和相互位置三個(gè)方面,故加工精度包括:(1)尺寸精度。尺寸精度用來(lái)限制加工表面與其基準(zhǔn)間尺寸誤差不超過(guò)一定的范圍。(2)幾何形狀精度。幾何形狀精度用來(lái)限制加工表面宏觀幾何形狀誤差,如圓度、圓柱度、平面度、直線(xiàn)度等。(3)相互位置精度。相互位置精度用來(lái)限制加工表面與其基準(zhǔn)間的相互位置誤差,如平行度、垂直度、同軸度、位置度零件各差來(lái)表示的要求和允許用專(zhuān)門(mén)的符明。
在相同中的各種因?qū)?zhǔn)確和完足產(chǎn)品的工加工方法,的生產(chǎn)條件下所加工出來(lái)的一批零件,由于加工素的影響,其尺寸、形狀和表面相互位置不會(huì)絕全一致,總是存在一定的加工誤差。同時(shí),從滿(mǎn)作要求的公差范圍的前提下,要采取合理的經(jīng)濟(jì)以提高機(jī)械加工的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。
2、影響加工精度的原始誤差
機(jī)械加工中,多方面的因素都對(duì)工藝系統(tǒng)產(chǎn)生影響,從而造成各種各樣的原始誤差。這些原始誤差,一部分與工藝系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)狀態(tài)有關(guān),一部分與切削過(guò)程有關(guān)。按照這些誤差的性質(zhì)可歸納為以下四個(gè)方面:(1)工藝系統(tǒng)的幾何誤差。工藝系統(tǒng)的幾何誤差包括加工方法的原理誤差,機(jī)床的幾何誤差、調(diào)整誤差,刀具和夾具的制造誤差,工件的裝夾誤差以及工藝系統(tǒng)磨損所引起的誤差。(2)工藝系統(tǒng)受力變形所引起的誤差。(3)工藝系統(tǒng)熱變形所引起的誤差。(4)工件的殘余應(yīng)力引起的誤差。
3、機(jī)械加工誤差的分類(lèi)
(1)系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差。從誤差是否被人們掌握來(lái)分,誤差可分為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差(又稱(chēng)偶然誤差)。凡是誤差的大小和方向均已被掌握的,則為系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差又分為常值系統(tǒng)誤差和變值系統(tǒng)誤差。常值系統(tǒng)誤差的數(shù)值是不變的。如機(jī)床、夾具、刀具和量具的制造誤差都是常值誤差。變值系統(tǒng)誤差是誤差的大小和方向按一定規(guī)律變化,可按線(xiàn)性變化,也可按非線(xiàn)性變化。如刀具在正常磨損時(shí),其磨損值與時(shí)間成線(xiàn)性正比關(guān)系,它是線(xiàn)性變值系統(tǒng)誤差;而刀具受熱伸長(zhǎng),其伸長(zhǎng)量和時(shí)間就是非線(xiàn)性變值系統(tǒng)誤差。凡是沒(méi)有被掌握誤差規(guī)律的,則為隨機(jī)誤差。
(2)靜態(tài)誤差、切削狀態(tài)誤差與動(dòng)態(tài)誤差。從誤差是否與切削狀態(tài)有關(guān)來(lái)分,可分為靜態(tài)誤差與切削狀態(tài)誤差。工藝系統(tǒng)在不切削狀態(tài)下所出現(xiàn)的誤差,通常稱(chēng)為靜態(tài)誤差,如機(jī)床的幾何精度和傳動(dòng)精度等。工藝系統(tǒng)在切削狀態(tài)下所出現(xiàn)的誤差,通常稱(chēng)為切削狀態(tài)誤差,如機(jī)房;在切削時(shí)的受力變形和受熱變形等。工藝系統(tǒng)在有振動(dòng)的狀態(tài)下所出現(xiàn)的誤差,稱(chēng)為動(dòng)態(tài)誤差。
二、工藝系統(tǒng)的幾何誤差
1、加工原理誤差
加工原理誤差是由于采用了近似的成形運(yùn)動(dòng)或近似的刀刃輪廓進(jìn)行加工所產(chǎn)生的誤差。通常,為了獲得規(guī)定的加工表面,刀具和工件之間必須實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的成形運(yùn)動(dòng),機(jī)械加工中稱(chēng)為加工原理。理論上應(yīng)采用理想的加工原理和完全準(zhǔn)確的成形運(yùn)動(dòng)以獲得精確的零件表面。但在實(shí)踐中,完全精確的加工原理常常很難實(shí)現(xiàn),有時(shí)加工效率很低;有時(shí)會(huì)使機(jī)床或刀具的結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜,制造困難;有時(shí)由于結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)多,造成機(jī)床傳動(dòng)中的誤差增加,或使機(jī)床剛度和制造精度很難保證。因此,采用近似的加工原理以獲得較高的加工精度是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率以及經(jīng)濟(jì)性的有效工藝措施。
例如,齒輪滾齒加工用的滾刀有兩種原理誤差,一是近似造型原理誤差,即由于制造上的困難,采用阿基米德基本蝸桿或法向直廓基本蝸桿代替漸開(kāi)線(xiàn)基本蝸桿;二是由于滾刀刀刃數(shù)有限,所切出的齒形實(shí)際上是一條折線(xiàn)而不是光滑的漸開(kāi)線(xiàn),但由此造成的齒形誤差遠(yuǎn)比由滾刀制造和刃磨誤差引起的齒形誤差小得多,故忽略不計(jì)。又如模數(shù)銑刀成形銑削齒輪,模數(shù)相同而齒數(shù)不同的齒輪,齒形參數(shù)是不同的。理論上,同一模數(shù),不同齒數(shù)的齒輪就要用相應(yīng)的一把齒形刀具加工。實(shí)際上,為精簡(jiǎn)刀具數(shù)量,常用一把模數(shù)銑刀加工某一齒數(shù)范圍的齒輪,也采用了近似刀刃輪廓。
2、機(jī)床的幾何誤差
(1)主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差的概念。機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度,對(duì)工件的加工精度有直接影響。所謂主軸的回轉(zhuǎn)精度是指主軸的實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)相對(duì)其平均回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的漂移。
瞬時(shí)速度為零。實(shí)際上,由于主軸部件在加工、裝配過(guò)程中的各種誤差和回轉(zhuǎn)時(shí)的受力、受熱等因素,使主軸在每一瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸心線(xiàn)的空間位置處于變動(dòng)狀態(tài),造成軸線(xiàn)漂移,也就是存在著回轉(zhuǎn)誤差。超級(jí)秘書(shū)網(wǎng)
主軸的回轉(zhuǎn)誤差可分為三種基本情況:軸向竄動(dòng)——瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)沿平均回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)方向的軸向運(yùn)動(dòng),如圖l(a)所示。徑向跳動(dòng)——瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)始終平行于平均回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)方向的徑向運(yùn)動(dòng),如圖l(b)所示。角度擺動(dòng)——瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)與平均回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)成一傾斜角度,交點(diǎn)位置固定不變的。
(a)軸向竄動(dòng);(b)徑向跳動(dòng);(c)角度擺動(dòng)動(dòng),如圖1(c)所示。角度擺動(dòng)主要影響工件的形狀精度,車(chē)外圓時(shí),會(huì)產(chǎn)生錐形;鏜孔時(shí),將使孔呈橢圓形。實(shí)際上,主軸工作時(shí),其回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差常常是以上三種基本形式的合成運(yùn)動(dòng)造成的。
(2)主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差的影響因素。影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素是主軸軸頸的誤差、軸承的誤差、軸承的間隙、與軸承配合零件的誤差及主軸系統(tǒng)的徑向不等剛度和熱變形等。主軸采用滑動(dòng)軸承時(shí),主軸軸頸和軸承孔的圓度誤差和波度對(duì)主軸回轉(zhuǎn)精度有直接影響,但對(duì)不同類(lèi)型的機(jī)床其影響的因素也各不相同。
參考文獻(xiàn):
[1]鄭渝.機(jī)械結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)方法研究[D];太原理工大學(xué);2004年
為了提升零件的精密度,提高機(jī)械零件加工的效果和質(zhì)量,人們將先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)備中,從而保障機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行達(dá)到預(yù)期的使用效果。其中應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)編程技術(shù)可以?xún)?yōu)化機(jī)械零部件的加工工藝,有利于研究分析與刀具設(shè)備相關(guān)的工藝信息,有利于人們用相關(guān)軟件編程程序?qū)?fù)雜的機(jī)械零部件加工處理的時(shí)候?qū)φ麄€(gè)機(jī)械加工程序優(yōu)化處理,保障其質(zhì)量。
1.1刀具的選擇
在進(jìn)行零部件加工時(shí),數(shù)控銑削加工工藝發(fā)揮著十分重要的作用,因?yàn)樗鼤?huì)影響機(jī)械零部件的加工成本,影響整個(gè)機(jī)械加工的質(zhì)量。作為數(shù)控銑削加工工藝的主要設(shè)備,刀具的選擇就十分的重要。目前常用的刀具包括錐度銑刀、刀銑刀、以及圓角立銑等,不同的刀具在不同的應(yīng)用過(guò)程中有著不同的使用效果,所以在選擇刀具的時(shí)候,必須有一定的原則。首先,在選擇刀具類(lèi)型時(shí)應(yīng)該考察其被加工型面形狀。再次,選取刀具時(shí)應(yīng)采用從小到大的原則并考慮型面曲率的大小。最后,盡可能選擇圓角銑刀進(jìn)行粗加工。
1.1.1考慮被加工型面形狀
為了保障被加工面的加工質(zhì)量,在加工機(jī)械零部件時(shí),有時(shí)也會(huì)對(duì)凹形進(jìn)行精細(xì)加工處理,一般情況下,處理工具是球頭刀。然而,在加工凸形面時(shí),人們一般都是用平端立銑刀作為加工工具。但是也有用圓角立銑刀工具進(jìn)行加工的情況,就是如果人們明確要求凸形面的加工質(zhì)量。
1.1.2考慮從小到大的原則
在進(jìn)行機(jī)械零部件加工處理時(shí),不能只使用一把刀具,因?yàn)闄C(jī)械型腔存在許多不同的曲面類(lèi)型。為了順利完成整個(gè)機(jī)械加工處理過(guò)程,就必須在處理時(shí)采用從小到大的原則。這樣可以在對(duì)機(jī)械零件進(jìn)行加工時(shí)有效避免明顯的質(zhì)量問(wèn)題,還可以提升機(jī)械零件的加工效益。
1.1.3考慮型面曲率的大小
為了保障機(jī)械零件的加工的精度,在進(jìn)行機(jī)械零件精加工時(shí),就應(yīng)該用半徑較小的刀具進(jìn)行處理,尤其在進(jìn)行拐角加工時(shí),施工人員選擇刀具時(shí)是根據(jù)型面曲率大小進(jìn)行選擇,并且必須嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行控制。
1.1.4考慮圓角銑刀進(jìn)行粗加工
一方面,選用圓角銑刀進(jìn)行粗加工,相比平端立銑刀留下較為均勻的精加工余量,而相比球頭刀有更好的切削條件。另一方面,在切削過(guò)程中,圓角銑刀可以在工件與刀刃接觸的90度以?xún)?nèi)的范圍的切削變化比較連續(xù)。
1.2刀具的切入與切出
由于機(jī)械加工型腔十分復(fù)雜,所以在機(jī)械加工數(shù)控銑削中,為了完成機(jī)械零部件的加工,需要經(jīng)常更換不同的刀具。在精加工過(guò)程中,加工表面質(zhì)量的差異往往受到切出和切入時(shí)的切削方式的變化的影響。因此,應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)刀具切出切入方式的選擇。在粗加工過(guò)程中,每次加工完成后留下的余量的幾何形狀不會(huì)相同,如果在下次盡進(jìn)刀時(shí)選擇不正確的切入方式,就非常容易造成裁刀事故。CAM軟件提供的切入切出方式包括圓弧切入切出工件、刀具以斜線(xiàn)切入工件、刀具通過(guò)預(yù)加工工藝孔切入工件、以螺旋軌跡下降方式刀具切入工件以及刀具垂直切入切出工。切削方式最常用的,最簡(jiǎn)單的方式便是刀具垂直切入切出,可用于機(jī)械型腔側(cè)壁的精加工以及從工件外部切入的凸模類(lèi)工件的精加工和粗加工。凹模粗加工最常用的下刀方式是將預(yù)加工工藝孔切入工件;較軟材料的粗加工常用刀具以螺旋線(xiàn)或斜線(xiàn)切入工件;由于可以消除接刀痕,所以圓弧的切入切出工件常用于曲面的精加工。在進(jìn)行粗加工過(guò)程中,如果是單項(xiàng)走刀方式,一般將一個(gè)加工操作開(kāi)始時(shí)的切入方式作為CAD/CAM系統(tǒng)提供的切入方式,但是并不是每一次加工時(shí)都采用這種方式。而這主要導(dǎo)致了工件和刀具的損壞,解決方式一是減少加工步距,二是采用雙向走刀方式或走刀方式進(jìn)行加工。
1.3切削方式和走刀方式的確定
加工時(shí)工件相對(duì)于刀具的運(yùn)動(dòng)方式就是切削方式,在加工工程中,刀具軌跡的分布形式即是走刀方式。機(jī)械零部件的加工效率與加工質(zhì)量受到切削方式和走刀方式的影響。在保障加工精度的前提下,為了使刀具受力平穩(wěn),盡可能地縮短切削時(shí)間。在機(jī)械加工中,經(jīng)常使用的走刀方式包括往復(fù)走刀、單向走刀和環(huán)切走刀三種形式。單項(xiàng)走刀方式切削效率較低,因?yàn)榍邢鞣绞皆诩庸ぶ斜3植蛔儯@樣可以使順銑或逆銑一致,但加了空走刀和提刀。為了保證切削過(guò)程穩(wěn)定和刀具均勻受力,在粗加工過(guò)程中,切削量較大,所以選用單項(xiàng)走刀方式。在加工過(guò)程中,進(jìn)行逆銑和順銑交替加工,質(zhì)量較差,因?yàn)樵诩庸み^(guò)程中,進(jìn)行不提刀地連續(xù)切削。一般情況下,選用往復(fù)走刀的情況是半精加工和表面質(zhì)量要求不高的精加工,而在粗加工時(shí),不宜采用,因?yàn)榧庸r(shí)的切削量太大。加工過(guò)程的平穩(wěn)性、加工表面質(zhì)量和刀具耐用度銑削方式受到銑削方式。在進(jìn)行圓周銑削時(shí),選用順銑或逆銑,則是根據(jù)表面質(zhì)量的要求和加工余量的大小。在實(shí)踐時(shí),一般為了減少機(jī)床的震動(dòng),進(jìn)行粗加工時(shí)余量較大,選用逆銑加工方式較好。而在進(jìn)行精加工時(shí),選擇順銑加工方式,以達(dá)到表面粗糙和精度的要求。
2CAXA制造工程師方面的機(jī)械數(shù)控加工編程技術(shù)
曲面實(shí)體相結(jié)合的CAD/CAM一體化軟件即是CAXA制造工程師。CAXA制造工程師功能強(qiáng)大,應(yīng)用廣泛,效率高,代碼質(zhì)量好,是國(guó)產(chǎn)AD/CAM數(shù)控加工編程軟件。CAXA制造工程師支持批處理功能和軌跡參數(shù)化,可直接設(shè)定實(shí)體、曲面模型,支持高速切削,可以大幅度提高加工質(zhì)量和加工效率。CAXA制造工程師在高效數(shù)控加工過(guò)程中,具有通用后置處理;多軸的數(shù)控加工功能;支持高速加工;支持多軸加工;典型的加工仿真與代碼驗(yàn)證;參數(shù)化軌跡編輯處理;加工工藝控制等。具有靈活的特征實(shí)體造型、強(qiáng)大的曲面實(shí)體復(fù)合造型、完美的曲面實(shí)體組合功能、NURBS自由曲面造型等功能。CAXA制造工程師的數(shù)控加工具體步驟是:
1)根據(jù)工件圖紙,造型工件;
2)數(shù)控加工方案設(shè)計(jì);
3)根據(jù)被加工工件工藝要求、形狀、精度要求選擇加工參數(shù)和加工方法;
4)軌跡生成與仿真加工;
5)后置處理生成G代碼。工程師可以利用CAXA制造師自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行各種造型設(shè)計(jì),選取合適的設(shè)定數(shù)控加工工藝參數(shù)和加工方法,進(jìn)行仿真加工,生成刀具軌跡,生成加工代碼,解決了復(fù)雜零件不能用手工編程、手工編程耗時(shí)的問(wèn)題,大大提高編程加工和編程問(wèn)題。
3宏編程技術(shù)方面的機(jī)械數(shù)控加工編程技術(shù)
宏編程是可以使用變量進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算(+、-、*、/)、邏輯運(yùn)算(AND、OR、NOT)和函數(shù)(SIN、COS等)混合運(yùn)算與高級(jí)語(yǔ)言相像的程序編寫(xiě)形式。在宏程序形式中,用于編制許多復(fù)雜的零件加工的程序,一般提供判斷、循環(huán)、子程序調(diào)用的分支和方法。在利用宏程序技術(shù)進(jìn)行零部件加工不但可以加工復(fù)雜形狀的機(jī)械零部件,而且還可以格式化普遍加工,大大縮短編程時(shí)間。比如本零件中的橢圓短半軸、長(zhǎng)半軸值發(fā)生變化,只要更改A、B值就行。但是進(jìn)行宏程序編寫(xiě)時(shí)難度很大,因?yàn)榫幊倘藛T不僅需要知道關(guān)于基本機(jī)械工藝數(shù)控編程的知識(shí),還需要知道深厚的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言知識(shí)和數(shù)學(xué)建模知識(shí)。
4結(jié)束語(yǔ)