淺談數(shù)控車(chē)床精度檢測(cè)的方法
數(shù)控機(jī)床的機(jī)械故障,很多是與機(jī)床的精度相關(guān)聯(lián)的,在進(jìn)行機(jī)床機(jī)械故障的診斷與維護(hù)時(shí),特別是在加工出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題時(shí),很大程度上就屬于機(jī)床的精度故障。機(jī)床的精度一般來(lái)講包括機(jī)床的靜態(tài)幾何精度、動(dòng)態(tài)的位置精度及加工時(shí)的工作精度。機(jī)床的精度主要包括機(jī)床的幾何精度、機(jī)床的定位精度和機(jī)床的切削精度。
一、數(shù)控機(jī)床的幾何精度
機(jī)床的幾何精度是指機(jī)床某此基礎(chǔ)零件工作面的幾何精度,它指的是機(jī)床在不運(yùn)動(dòng)(如主軸不轉(zhuǎn),工作臺(tái)不移動(dòng))或運(yùn)動(dòng)速度較低時(shí)的精度,它規(guī)定了決定加工精度的各主要零、部件間以及這此零件、部件的運(yùn)動(dòng)軌跡之間的相對(duì)位置允差。例如:床身導(dǎo)軌的直線度、工作臺(tái)面的平面度、主軸的回轉(zhuǎn)精度、刀架溜板移動(dòng)方向與主軸軸線的平行度、大理石平臺(tái)基座的平面度等。在機(jī)床上加工的工件表面形狀,是由刀具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡決定的,而刀具和工件是由機(jī)床的執(zhí)行件直接帶動(dòng)的,所以機(jī)床的幾何精度是加工精度 基本的條件。
常用檢測(cè)工具有 水平尺、 方箱、千分表或測(cè)微表、直角儀、平尺、主軸芯棒及千分表?xiàng)U磁力座等。
1、檢測(cè)方法
數(shù)控機(jī)床的幾何精度的檢測(cè)方法與普通機(jī)床的類(lèi)似,檢測(cè)要求較普通機(jī)床的要高。檢測(cè)項(xiàng)目參見(jiàn)GB/T16462.1-2007。
2、檢測(cè)時(shí)的注意事項(xiàng)
檢測(cè)項(xiàng)目都是 基本的檢測(cè)項(xiàng)目,也是 直接的檢測(cè)項(xiàng)目,同樣一項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目可能有多種檢測(cè)方法,一個(gè)檢測(cè)方法也可能同時(shí)檢測(cè)出幾個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目綜合起來(lái)的精度。對(duì)于不同機(jī)床的幾何精度檢測(cè),可能有存在一此不同,應(yīng)該具體情況具體分析,關(guān)鍵是要對(duì)機(jī)床的連接結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)方式和控制模式要有清晰理解,頭腦中應(yīng)該建立一個(gè)立體的機(jī)床模型。
3、幾何精度調(diào)整步驟
(1)思考該項(xiàng)精度超差,可能是什么因素造成的,可能還與哪此精度相關(guān),再次檢測(cè),并且推敲檢測(cè)方法是否恰當(dāng),是否存在檢測(cè)錯(cuò)誤;(2) 檢查所有相關(guān)的幾何精度,并根據(jù)機(jī)床結(jié)構(gòu)分析各項(xiàng)精度之間影響關(guān)系。(3)根據(jù)各項(xiàng)精度的影響關(guān)系,確定調(diào)整哪此精度以及調(diào)整的順序;(4) 檢查所有精度,確認(rèn)調(diào)整以后沒(méi)有對(duì)其他幾何精度造成影響。
二、數(shù)控機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度
機(jī)床定位精度是指機(jī)床主要部件在運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)所達(dá)到的實(shí)際位置的精度。實(shí)際位置與預(yù)期位置之間的誤差稱為定位誤差。對(duì)于主要通過(guò)試切和測(cè)量工件尺寸來(lái)確定。
運(yùn)動(dòng)部件定位位置的機(jī)床,如臥式車(chē)床、萬(wàn) 能升降臺(tái)銑床等普通機(jī)床,對(duì)定位精度的要求并不太高。但對(duì)于依靠機(jī)床本身的測(cè)量裝置、定位裝置或自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)確定運(yùn)動(dòng)部件定位位置的機(jī)床,如各種自動(dòng)化機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等,對(duì)定位精度 有很高的要求。靜態(tài)精度主要決定于機(jī)床上主要零、部件。如主軸及其軸承、絲杠螺母、齒輪以及床身等的制造精度以及它們的裝配精度。目前通常采用的數(shù)控機(jī)床位置精度標(biāo)準(zhǔn)是ISO230-2標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)標(biāo)GB/T12421.2-99。
測(cè)量直線運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)工具有:標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度刻線尺、成組塊規(guī)、測(cè)微儀、光學(xué)讀數(shù)顯微鏡及雙頻激光干涉儀等。標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度測(cè)量以雙頻激光干涉儀的測(cè)量結(jié)果為準(zhǔn)。回 動(dòng)檢測(cè)工具有360齒 分度的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)臺(tái)或角度多面體、圓光柵和平行光管等目前通用的檢測(cè)儀為雙頻激光干涉儀。
1、檢測(cè)方法(雙頻激光干涉儀)
(1)安裝與調(diào)節(jié)雙頻激光干涉儀。(2)預(yù)熱激光儀,然后輸入測(cè)量參數(shù)。(3)在機(jī)床處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下對(duì)機(jī)床的定位精度進(jìn)行測(cè)量。(4)輸出數(shù)據(jù)處理結(jié)果。(5)處理檢測(cè)數(shù)據(jù)。
2、檢測(cè)時(shí)的注意事項(xiàng):
(1)儀器在使用前應(yīng) 校正。大理石平臺(tái)基座的平面度平行。
(2)螺距誤差補(bǔ)償,應(yīng)在機(jī)床幾何精度調(diào)整結(jié)束后再進(jìn)行,以減少幾何精度對(duì)定位精度的影響。
(3)進(jìn)行螺距誤差補(bǔ)償時(shí)應(yīng)使用的檢測(cè)儀器(如激光干涉儀),以便先測(cè)量再補(bǔ)償,補(bǔ)償后還應(yīng)再測(cè)量,并應(yīng)按相應(yīng)的分析標(biāo)準(zhǔn)(VDI3441、JIS6330或GB10931-89)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,直到達(dá)到機(jī)床的定位精度要求。
(4)機(jī)床的螺距誤差補(bǔ)償方式包括線性軸補(bǔ)償和旋轉(zhuǎn)軸補(bǔ)償這兩種方式,可對(duì)直線軸和旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的定位精度分別補(bǔ)償。
(5)在工作臺(tái)不同的運(yùn)行速度下所測(cè)出的結(jié)果會(huì)有所不同一般情況下,低速的測(cè)出值要比高速的大,特別是在機(jī)床軸負(fù)荷和運(yùn)動(dòng)阻力較大時(shí)。低速運(yùn)動(dòng)時(shí)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度較低,不易發(fā)生過(guò)沖超程(相對(duì)“反向間隙”),因此測(cè)出值較大;在高速時(shí),由于工作臺(tái)速度較高,容易發(fā)生過(guò)沖超程,測(cè)得值偏小。
(6)重復(fù)定位精度反映機(jī)床本身的制造精度,如有出現(xiàn)超差,則為機(jī)械方面原因。
三、數(shù)控機(jī)床的切削精度
數(shù)控設(shè)備工作精度主要指機(jī)床的切削加工精度。切削精度不僅反映出機(jī)床的幾何精度和定位精度,還同時(shí)包括了環(huán)境溫度、試件材料及硬度、刀具性能及切削用量等各種因素可能造成的誤差。其驗(yàn)收工作通過(guò)綜合性的動(dòng)態(tài)精度檢測(cè)工作來(lái)進(jìn)行。為了檢測(cè)機(jī)床真實(shí)的切削精度,在驗(yàn)收過(guò)程中應(yīng)盡量排除其他的影響因素。
在切削試件時(shí),可參照J(rèn)B2670-82中規(guī)定的有關(guān)條文進(jìn)行,或按機(jī)床所附有關(guān)技術(shù)資料規(guī)定的具體條件進(jìn)行。切削精度檢測(cè)可分為單項(xiàng)加工精度檢測(cè)和綜合加工精度檢測(cè)。不同類(lèi)型的機(jī)床的檢測(cè)內(nèi)容有所不同,可根據(jù)自己的檢測(cè)條件和要求,合理進(jìn)行選擇。
為了檢測(cè)機(jī)床真實(shí)的切削精度,在驗(yàn)收過(guò)程中應(yīng)盡量排除其他的影響因數(shù)。即參照J(rèn)B2670-82中規(guī)定的有關(guān)條文進(jìn)行,或按照機(jī)床所附有關(guān)技術(shù)資料規(guī)定的具體條件進(jìn)行。對(duì)數(shù)控車(chē)床切削精度的檢驗(yàn):外圓車(chē)削(直徑、圓度)、端面車(chē)削(平面度)、螺紋車(chē)削(螺紋誤差)、球面車(chē)削和綜合件切削。在檢驗(yàn)數(shù)控機(jī)床的切削精度時(shí),要注意合理的利用切削參數(shù),合理的利用刀具。
影響數(shù)控機(jī)床精度的因素很多,怎樣在這此互相影響的因素中找到其規(guī)律與共性,把握和利用好它, 地發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的特性,提高零件的加工質(zhì)量與生產(chǎn)效率是數(shù)控機(jī)床使用人員值得深入探討的問(wèn)題。
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