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影響數控機床加工精度的因素與優化策略分析.pdf

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Academ ic 學 術 市場 經濟 時代 和大 機器 生產 時代 的 不 同點就在 于在 市 場經 濟時代 ,機 械產 品面 臨著 市場 的競 爭和 消 費者 的選 擇 , 機 械 產 品首先 要在 競爭 中立 足,才 能夠 大量 推廣 。因此 ,機械 產 品總 體設 計 階 段就 顯得 尤為 重要 ,因 為這一 階段 的設 計 決定 了機械 產 品在 市場上 的生 存和 競 爭 力 。相 信,在 未 來實 際設 計應 用 不斷 完 善 的時候 ,機械 產 品的 總體 設計還 會 進 一步 發展 。 參考文獻 [1]崔武子 ,金升燦 .基于灰色 關聯 分 析的機械 產 品質 量綜 合評估 研 究 [J]. 煤礦機械 .2008(06) [2]宋莉婕 .機械產 品的設計和開發 過 程控 制 中設計 階段評 審環 節 的操作 與 實施 [J].今 日印刷 ,2010(10) 影響數控機床加工精度的因素與優化策略分析 錢燦榮 (526061 肇慶 學院 廣 東 肇慶 ) 摘 要:隨著科學技術的不斷提升 ,社會的生產逐步走向自動化、數字化方向發展 ,各類機械化設備被廣泛發明和應用 ,這其中 就包括數控機床設備的開發與應用。然而 ,數控機床在進行機械零件的生產過程中 ,難免會造成一定的偏差 ,但為保證生產零件 的合格率和向更高的精度發展 ,一般要將誤差控制在一定的范圍內。本文就影響數控機床加工精度的因素做具體分析 ,并提出一 些提高加工精度 的優 化策略。 關鍵 詞 1.編程原點的選擇 在確 定數控機床編 程原 點的過程 中, 應 該注意 如 下一些 問題 :①編 程 原點 的 目的在于 將所 生產 的零 件尺 寸轉 化為 刀 具運 動坐 標系 的原點位 置 ,保 證 零件 生 產 工藝 的統 一性 ,防止 因編 程 原點 的選 擇 不確定 性造 成數 控機 床 的加 工精度 較 低 ,影 響 零件 的正 品 率;② 在零 件 的設 計 和加 工 的過程 中, 需要用 到 多種數 值 計 算方 式,僅 僅依 靠簡 單 的數值 運算 是 不 能滿 足這 樣 復雜 的計算 的,因此 需要 借 助相 關計 算機 程序 ,不僅 能 夠確保 零 件 制作 相 關計 算 的準 確 性,而 且能夠 大 大 提 高工作 效 率,為 企業 創造 更高 的經 濟 效 益;③ 在編 程原 點 的選 擇過 程 中, 選 址 一般 要選 擇一 些平 整、精 度較 高 的 加 工 零件 表面 的某 一 點,確保 編程 原 點 的穩 定性 和準 確性 ;④在 編程 原 點的選 擇過 程 中,還應 該注 意 的是 設立 的坐 標 系應 該有 助于 對加 工零 件各 個相 關參 數 的測 量工 作 ,避 免 因坐標 系 選擇 造成 工 件測量工作的不方便性 。 2.編程數據 的處理工作 2.1節 點的計算工作 在對 所加工 的零件進行 加工工作前 , 需要 對所 加 工零件 的輪 廓 曲線進 行大 致 的描 繪 ,其主 要是 由直線 、圓弧 以及 一 些特 殊 的 二次 曲線 構成 。 目前 ,大 多數 的數 控機 床 都具 有直 線和 圓弧 的插 補功 能 ,因此 在繪 制直 線和 圓弧時 只需將 固 定各 點的坐標輸 入到所要編 寫 的程序 中, 就 可 以輕松 實現 對直 線或 圓弧 的繪 制工 作 。然而 對 于一 些特 殊、 復雜 的二 次 曲 線 ,則 需要借助手動繪制 的方 式來進行 , 手動 計算 精度 的結 果與 計算機 程序 計 算 精 度 的偏差 一般在 0.O1~ 0.03mm之 間, 因此 應該 在手 工計 算 的過程 中講 究一 定 的計 算精 度。 在進 行 節 點 的計 算 工作 中, 需要 注 意 以下幾 個 問題 :① 在進 行 手工 計算 的 過程 中,對 于用 到 的加 工零件 參 數一 般 I 6 中國機 械 Machine China 保 留到小 數 點后 四位 ,這 樣不 僅 能夠 保 證手 工計 算 的精度 ,而且 對 于整個 計 算 過程 也是 比較 方便 的 ;② 在對 所 要加 工 的零 件尺 寸進 行編 程 處理 時,應 該考 慮 到數控機 床 的脈沖 當量對其產 生的影響 , 避 免產 生較 大 的計算 誤差 ,影響 加工 零 件 的精 度 。 2.2編程尺 寸的計算 在進 行編 程尺 寸 的計 算工 作 時,相 關 工作 人 員應嚴 格按 照零 件設 計和 加工 的具體 要 求,對編 程尺 寸進 行合 理 的處 理 ,將計 算 誤差 盡量 控制 到 最小 。當設 計 圖紙 上 的零件 尺寸 與計 算機 編程 尺 寸 存 在 較大 出入 時,相 關工 作人 員應 該 先 將 設 計 圖紙上 的尺 寸換成 計 算機編 程 的 尺寸 ,然后 再進 行 下一 步 的工作 處理 。 如果 編程 尺寸 的 公差 具有對 稱性 ,那 么 在編 程 的時候 就可 以選 定一 定 的尺寸 作 為公 稱尺 寸進 行編 程 ,這 樣 不僅 能夠 大 大 降低計 算量 ,而且 能夠 有 效確 保計 算 精度 。然 而,對 于編 程尺 寸 不具 有公 差 對稱 性 的情 況,應 該選 取兩 極值 尺寸 的 平均 值 作為 研 究對 象,展開 后 續工 作。 對 于編程 尺 寸 的計算 過程 ,相關 工作 人 員應 該 根據 所要 加工 的零件 尺 寸 的大小 以及特 征,在 計算 的過 程 中嚴格 按 照相 關 公式 進行 計算 ,并且 要嚴 格控 制好 計 算 精度 誤差 ,保證 零件 尺寸 設計 和 生產 的成 品率 。 2.3坐標值 的選 擇 由于 大 多數 的數 控機床 控 制系 統采 用 的是脈沖 增量 法進 行 調控 ,而對 于一 些標 準型 的數控 機床 系 統采用 則 是數據 采樣 方法 以及軟 件或 硬件 相 結合 的插補 法,但 是這 幾種 方法 都會 造成 一 定程度 的誤差,因此 ,在進行計算機編程工作時 , 應該 盡量選 擇 絕對 坐標 值 的方式 進行編 程,將 零件 制造 過程 中 的誤 差 降低 到 最 小,從而進一步提高零件的加工精度 。 3.加工路線 的確定 3.1進退刀方式 的選擇 在 數控 機床 的運 行 過程 中,進 退 刀 的選擇方 式直接影 響到最終成件 的尺寸 , 加工 方 式選擇 的 不規 范或不 正確 性 ,勢 必會 影 響到所 加 工零件 的質 量 ,同樣 也 會對 其加 工精 度造 成 一定程 度 的影 響。 對 于所加 工零 件 的不 同材質 以及 不 同外 型 ,都會 影響 到數控 機 床對 于其 進退 刀 方 式 的選擇 ,同 時也 決定 了其刀 具運 行 的速度 以及 尺度 ,因此 在進 行零 件 的加 工 過程 中應 該盡 量做 好下 刀 以及 抬 刀 的 位 置和 距離 ,避 免因選 刀方 式 的不合 理 性造成較 大的制造誤差 。 3.2銑削方式的選擇和確定 在現 代數 控 機床 制造機 械 零件 的過 程 中,順銑 會影 響 到最 終成 件 的質量 , 并且 能夠在 一 定程度 上提 示 刀具 的耐久 力和 使用 周期 ,但是 對于 一些 特殊 的機 械零 件,其 在生 產和 加工 的過 程 中就不 可 以使用 順銑 的技 術,在 選 擇銑 削 的過 程中需要注意 以下幾個 問題 : ① 如果 某些 機械 零件 的材質 會影 響 到順 銑 的效 果,或 者其表 面 存在 著一 些 硬度 較 大 的砂礫 或夾層 ,在 這個 時候 就 不 能使 用順 銑 的方式 ,而應 該采 取逆 銑 的方式 進行 處理 ,其優 勢在 于 能夠將 表 面 的夾 層進 行輕 松 的處理 ,保證 刀 具不 受 到損 壞而 保持 較強 的 耐久 力;②在 進 行 非金 屬零 件 的加 工過程 中,應 當 選擇 逆 銑 的方式 進行 處理 ,這 是 因為順銑 加 工方式 會切 斷材 質 的纖 維材 料,對 加工 精 度造 成較 大 的影 響,而逆 銑 能夠 將加 工工件 的表 面進 行擠 光 處理 ,有效 保證 零件 的加 工質 量。 4.總 結 綜 上所 述,數 控機 床 的加 工精 度 受 到 多方面 因 素 的影 響 ,包括 加工 材 質、 加工 方 式、工 藝設 計、 刀具 選擇 、工 作 環境 以及 人 為因素 等方 面 ,因此相 關 部 門或 工作 人 員在對 數控 機床 的加 工精 度 進 行調 整和 控制 時,應 該充 分考 慮好 其 加 工過 程 中的各個 影 響 因素,并 就 實際
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