全洪兵
摘要:
數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床的簡(jiǎn)稱,是將數(shù)字技術(shù)和機(jī)床生產(chǎn)結(jié)合在一起的新型數(shù)字生產(chǎn)技術(shù)。操作者在生產(chǎn)零件時(shí)將所要生產(chǎn)的零件的各項(xiàng)數(shù)據(jù)輸入進(jìn)控制系統(tǒng),就可以生產(chǎn)出極為復(fù)雜精密的工業(yè)零件,是機(jī)床工業(yè)生產(chǎn)中高尖端技術(shù)。但數(shù)控機(jī)床也存在其自身的缺陷,其中最為明顯的就是在生產(chǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較為明顯的誤差,特別是在精細(xì)零件的生產(chǎn)中,一點(diǎn)點(diǎn)的誤差就會(huì)影響零件的使用效果,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使零件無(wú)法使用,使生產(chǎn)的零件報(bào)廢,從而產(chǎn)生不必要的資源浪費(fèi)和成本消耗。本文通過(guò)對(duì)數(shù)控機(jī)床幾種常見(jiàn)的誤差和解決方法進(jìn)行分析,探討數(shù)控機(jī)床誤差補(bǔ)償技術(shù)的研究進(jìn)展。
關(guān)鍵詞:區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展;人力資源;關(guān)系研究
【中圖分類號(hào)】TG659
數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代車床生產(chǎn)技術(shù)中的高科技生產(chǎn)技術(shù),對(duì)數(shù)控機(jī)床的誤差研究,主要分為三種,即幾何誤差、熱誤差、切削力誤差。這三種誤差的產(chǎn)生原因各不相同,因此,在對(duì)這些誤差進(jìn)行補(bǔ)償時(shí),也需要選擇相應(yīng)的方法。補(bǔ)償誤差的方法主要有兩種,一是對(duì)誤差進(jìn)行預(yù)防,即誤差預(yù)防法,另一種是對(duì)誤差產(chǎn)生的條件和結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè),在誤差可能出現(xiàn)的范圍內(nèi)將誤差值調(diào)整過(guò)來(lái)。兩種方法都可以有效的消除和彌補(bǔ)數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的誤差,并在機(jī)床上做出精細(xì)度更高的精密儀器。隨著數(shù)控機(jī)床的廣泛使用,生產(chǎn)誤差的發(fā)現(xiàn)和補(bǔ)償?shù)膶?shí)踐也越來(lái)越多,誤差補(bǔ)償技術(shù)迅速的發(fā)展和應(yīng)用。
一、數(shù)控機(jī)床誤差的類別和產(chǎn)生原因
1.1幾何誤差的產(chǎn)生
幾何誤差的產(chǎn)生是機(jī)床在生產(chǎn)中所產(chǎn)生的硬件誤差,有因機(jī)床的原始制造而產(chǎn)生的誤差,是指機(jī)床生產(chǎn)時(shí),由于各部分的零件質(zhì)量和位置的不同而產(chǎn)生的誤差;機(jī)床控制體統(tǒng)產(chǎn)生的誤差,主要包括機(jī)床的輪廓跟隨誤差、數(shù)控插補(bǔ)算法誤差等;機(jī)床的震動(dòng)產(chǎn)生的誤差,在機(jī)床設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)時(shí),機(jī)床和使用的道具都會(huì)產(chǎn)生一定的震動(dòng),這種震動(dòng)會(huì)使生產(chǎn)出的零件產(chǎn)生表面質(zhì)量問(wèn)題或形狀差異。
1.2熱誤差的產(chǎn)生
熱誤差在數(shù)控機(jī)床進(jìn)行冷熱不均的零件生產(chǎn)時(shí)出現(xiàn),這時(shí)機(jī)床生產(chǎn)的每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生工序及要求的改變,這些改變對(duì)機(jī)床生產(chǎn)中的零件的溫度帶來(lái)較大的變化,熱脹冷縮的物理原理會(huì)使出現(xiàn)溫度變化的加工零件的形狀產(chǎn)生差別,對(duì)機(jī)床生產(chǎn)中的刀具和工件也產(chǎn)生一定的影響。這時(shí),機(jī)床生產(chǎn)的既定路線和運(yùn)動(dòng)角度就會(huì)產(chǎn)生變化。最后使加工出的零件與預(yù)定數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大的差別。
1.3切削力誤差的產(chǎn)生
切削力誤差產(chǎn)生于機(jī)床生產(chǎn)中,產(chǎn)生切削力誤差的條件是機(jī)床生產(chǎn)的刀具磨損、機(jī)床導(dǎo)軌自身的誤差、工件裝夾的誤差等。這些問(wèn)題都會(huì)直接導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程中的主要傳動(dòng)力、夾緊力等力道發(fā)生改變,進(jìn)而產(chǎn)生切削力誤差。切削力誤差是工件生產(chǎn)中出現(xiàn)比較普遍的誤差,對(duì)機(jī)床生產(chǎn)的零件的影響不大,補(bǔ)償操作也比較簡(jiǎn)易。
二、三種誤差的補(bǔ)償方法
2.1幾何誤差的補(bǔ)償方法
根據(jù)誤差產(chǎn)生的原因及類型的不同,也可將誤差補(bǔ)償?shù)姆椒ǚ譃閮纱蠓N類,第一種是通過(guò)誤差合成公式將誤差進(jìn)行計(jì)算的單向的誤差合成補(bǔ)償法,第二種是以通過(guò)預(yù)測(cè)誤差的數(shù)值直接進(jìn)行誤差補(bǔ)償?shù)恼`差直接補(bǔ)償法。單向誤差合成補(bǔ)償法的具體操作是先通過(guò)直接測(cè)量法對(duì)機(jī)床生產(chǎn)時(shí)的各部分的原始誤差值進(jìn)行測(cè)量,得出單項(xiàng)原始誤差值,再通過(guò)公式計(jì)算,得出機(jī)床生產(chǎn)時(shí)出現(xiàn)的總誤差并對(duì)其進(jìn)行誤差補(bǔ)償。而誤差直接補(bǔ)償法則是要求生產(chǎn)操作人員在生產(chǎn)中能夠時(shí)刻注意,并且能夠準(zhǔn)確的測(cè)量機(jī)床在生產(chǎn)時(shí)所產(chǎn)生的矢量誤差,進(jìn)而對(duì)每項(xiàng)誤差進(jìn)行分別補(bǔ)償。單項(xiàng)誤差合成補(bǔ)償法無(wú)法根據(jù)得出的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算,只能通過(guò)觀察和坐標(biāo)關(guān)系進(jìn)行誤差補(bǔ)償數(shù)值的確定,是一種精準(zhǔn)度要求十分高的誤差補(bǔ)償方法。
2.2熱誤差的補(bǔ)償方法
一般通過(guò)幾種方法進(jìn)行熱誤差的補(bǔ)償:首先是對(duì)機(jī)床的設(shè)計(jì)和機(jī)床制造的材料進(jìn)行改進(jìn),這種方法需要相關(guān)研究經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的時(shí)間才能做到,無(wú)法對(duì)現(xiàn)在的生產(chǎn)中產(chǎn)生的誤差進(jìn)行有效的補(bǔ)償;其次,是對(duì)機(jī)床產(chǎn)生熱誤差的部位進(jìn)行熱執(zhí)行裝置的安裝和使用,使機(jī)床在生產(chǎn)時(shí),能夠減少熱度變化,從而減少熱誤差;最后,在進(jìn)行機(jī)床生產(chǎn)時(shí),對(duì)機(jī)床熱度的分布和熱變形之間的聯(lián)系進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和分析,將建模后的相關(guān)數(shù)據(jù)輸入進(jìn)控制系統(tǒng),按照數(shù)據(jù)對(duì)裝置進(jìn)行誤差補(bǔ)償,從而減少熱誤差。
2.3切削力誤差補(bǔ)償?shù)姆椒?/p>
切削力的誤差會(huì)直接作用在刀具和加工的工件上,使兩者的幾何形狀和運(yùn)動(dòng)路線發(fā)生改變,嚴(yán)重時(shí)或長(zhǎng)時(shí)間的使用不作糾正,則會(huì)使機(jī)床的主軸乃至整個(gè)機(jī)床產(chǎn)生變形。切削力誤差的最好的補(bǔ)償方法是通過(guò)對(duì)切削力進(jìn)行直接測(cè)量,并對(duì)誤差的數(shù)值直接在制作數(shù)值中進(jìn)行糾正。該方法是一種最為經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單的誤差補(bǔ)償方法。
綜上所述,數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)中產(chǎn)生誤差是必然現(xiàn)象,無(wú)論多么高級(jí)的機(jī)床設(shè)備,都會(huì)在生產(chǎn)中產(chǎn)生誤差。因此,在生產(chǎn)前和生產(chǎn)中對(duì)誤差進(jìn)行補(bǔ)償,是解決數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生誤差的唯一辦法。目前的誤差補(bǔ)償方法能夠有效的改善機(jī)床生產(chǎn)中的誤差,對(duì)機(jī)床生產(chǎn)并為造成嚴(yán)重的影響。
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