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數(shù)控車床加工尺寸精度有誤差的原因是什么?

作者:admin  來源:來源:眾友重工  發(fā)布時(shí)間:2021-09-19 02:53:07  瀏覽:0

誤差包括加工誤差、安裝誤差和定位誤差。其中,后兩種誤差是與工件和刀具的定位、安裝有關(guān),和加工本身無關(guān)。要提高加工精度減小加工誤差,首先要選擇高精度的機(jī)床,保證工件和刀具的安裝定位精度,其次主要與數(shù)控車床加工工藝有關(guān)。
工藝系統(tǒng)中的各組成部分,包括數(shù)控車床、刀具、夾具的制造誤差、安裝誤差、使用中的磨損都直接影響工件的加工精度。也就是說,在加工過程中工藝系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生各種誤差,從而改變刀具和工件在切削運(yùn)動(dòng)過程中的相互位置關(guān)系而影響零件的加工精度。數(shù)控車床加工認(rèn)準(zhǔn)鈦浩機(jī)械,專業(yè)品質(zhì)保障,這些誤差與工藝系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)狀態(tài)和切削過程有關(guān),產(chǎn)生加工誤差的主要因素有:
1、加工原理誤差
加工原理誤差是由于采用了近似的加工運(yùn)動(dòng)方式或者近似的刀具輪廓而產(chǎn)生的誤差,因在加工原理上存在誤差,故稱加工原理誤差。只要原理誤差在允許范圍內(nèi),這種加工方式仍是可行的。
2、數(shù)控車床的幾何誤差
機(jī)床的制造誤差、安裝誤差以及使用中的磨損,都直接影響工件的加工精度。其中主要是機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、機(jī)床導(dǎo)軌直線運(yùn)動(dòng)和機(jī)床傳動(dòng)鏈的誤差。
3、刀具的制造誤差及彈性變形
我們很多人都有這樣的經(jīng)歷,就是在前一刀車削了幾毫米切深以后,發(fā)現(xiàn)離想要的尺寸還差幾絲或者十幾絲時(shí),再按計(jì)劃進(jìn)行下一刀切削時(shí),發(fā)現(xiàn)多切了很多,尺寸可能超差了。那么這樣的情況我們認(rèn)真分析過其中的原因嗎?有人說,這可能是因?yàn)闄C(jī)床間隙比較大所致,而在同一進(jìn)刀方向上是不會(huì)受間隙影響的,其真正原因就是彈性形變和彈性恢復(fù)。

彈性形變表現(xiàn)在刀具、機(jī)床絲杠副、刀架、加工零件本身等對象的形變,使刀具相對工件出現(xiàn)后退,阻力減小時(shí)形變恢復(fù)又會(huì)出現(xiàn)過切,使工件報(bào)廢。產(chǎn)生形變的最終原因是這些對象的強(qiáng)度不足和切削力太大。

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彈性形變會(huì)直接影響零件加工尺寸精度,有時(shí)還會(huì)影響幾何精度(如零件變形時(shí)容易產(chǎn)生錐度,因?yàn)檫h(yuǎn)離卡盤的位置形變幅度越大),刀具的強(qiáng)度不足,我們可以設(shè)法提高,有時(shí)機(jī)床和零件本身的強(qiáng)度,我們是沒法選擇或改變的,所以我們只能從減小切削力方面著手,來設(shè)法克服彈性形變,切深越小、刀具越鋒利、工件材料硬度較低、走刀速度減小等都會(huì)減小實(shí)際切削阻力,都會(huì)減輕彈性形變。
所以為了保證工件的尺寸精度,我們往往把精加工、半精加工和粗加工分開,也就是說把彈性形變大的和彈性形變小的不同工序分開進(jìn)行(粗加工時(shí)追求效率基本不追求精度,刀具需要偏鈍,側(cè)重強(qiáng)度,精加工時(shí)切削量很小,追求精度,刀具側(cè)重鋒利,減小切削阻力),在對刀試切時(shí),就按照不同工序?qū)嶋H加工時(shí)的切深進(jìn)行試切,確保試切時(shí)和實(shí)際加工時(shí)阻力和彈性形變幅度大致相當(dāng),確保數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系建立準(zhǔn)確,確保普通機(jī)床進(jìn)刀準(zhǔn)確;然后在精加工時(shí)盡可能采用比較鋒利的刀具,最大程度減小切削抗力、減小形變。
刀具的制造誤差、安裝誤差以及使用中的磨損,都影響工件的加工精度。刀具在切削過程中,切削刃、刀面與工件、切屑產(chǎn)生強(qiáng)烈摩擦,使刀具磨損。當(dāng)?shù)毒吣p達(dá)到一定值時(shí),工件的表面粗糙度值增大,切屑顏色和形狀發(fā)生變化,并伴有振動(dòng)。刀具磨損將直接影響切削生產(chǎn)率、加工質(zhì)量和成本。
4、切削要素對表面粗糙度的影響
工件材質(zhì)較硬時(shí),加工后工件表面粗糙度較好,另外當(dāng)工件材料的可塑性和延展性越高時(shí)(如銅材、鋁材),就需要數(shù)控車床刀具越鋒利才能加工出比較好的表面粗糙度,灰鑄鐵加工相對于鋼件加工來說,因?yàn)槌煞輳?fù)雜,含雜質(zhì)程度高,就需要刀具硬度較高。有些延展性較高強(qiáng)度又較高的合金材料,就需要鋒利卻又能保證強(qiáng)度的刀具,所以就比較難加工(如不銹鋼、鎳基耐熱合金、鈦合金等)。
除了材料對刀具提出要求以外,數(shù)控車床切削要素對表面粗糙度也會(huì)產(chǎn)生影響,當(dāng)精加工切深太小,甚至比刀具刃厚還小時(shí),刀刃已不能實(shí)現(xiàn)正常切削,所以產(chǎn)生擠壓,也就會(huì)出現(xiàn)很差的表面粗糙度。當(dāng)切深太大,甚至使刀具產(chǎn)生彎曲時(shí),這時(shí)工件材料是被撕裂下來的,所以在工件上會(huì)留下很多絲狀鐵屑?xì)埩艉洼^明顯的紋路。走刀速度對工件表面粗糙度的影響也是相當(dāng)明顯的,當(dāng)走刀速度加快或刀具副偏角不恰當(dāng)時(shí),會(huì)使走刀紋路高度加大,也就使表面粗糙度變差。
數(shù)控車床刀具不是很鋒利的情況下,切深太小,甚至比刀刃厚度還小時(shí),已經(jīng)不是正常的切削了,只能屬于“刮”或“研”,所加工工件表面粗糙度會(huì)下降,工件表面出現(xiàn)細(xì)微白絲,好像籠罩一層白霧,所以要注意控制。
5、夾具誤差
數(shù)控車床夾具誤差包括定位誤差、夾緊誤差、夾具安裝誤差及對刀誤差等,這些誤差主要與夾具的制造和裝配精度有關(guān)。
6、轉(zhuǎn)速對加工的影響
正常情況下,大家知道,轉(zhuǎn)速越高,數(shù)控車床切削的效率越高,效率就是利潤,所以,我們要在條件允許的情況下,運(yùn)行盡可能高的轉(zhuǎn)速進(jìn)行切削。但轉(zhuǎn)速、工件直徑確定切削線速度,線速度受工件硬度、強(qiáng)度、塑性、含碳量、含難切削合金量和刀具的硬度及幾何性能等因素制約,所以要在線速度限制下選擇盡可能高的轉(zhuǎn)速。另外轉(zhuǎn)速高低選擇要根據(jù)不同材質(zhì)的刀具確定,例如高速鋼加工鋼件時(shí),轉(zhuǎn)速較低時(shí)粗糙度較好,而硬質(zhì)合金刀具則轉(zhuǎn)速較高時(shí),粗糙度較好。再者,在加工細(xì)長軸或薄壁件時(shí),要注意將轉(zhuǎn)速調(diào)整避開零件共振區(qū),防止產(chǎn)生振紋影響表面粗糙度。