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数控机床加工精度常用的基本知识

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数控机床加工精度常用的基本知识

发布日期:2019-12-05 来源: 点击:

加工精度主要用于生产产品程度,加工精度与加工误差都是评价加工表面几何参数的术语。加工精度用公差等级衡量,等级值越小,其精度越高;加工误差用数值表示,数值越大,其误差越大。加工精度高,就是加工误差小,反之亦然。公差等级从IT01,IT0,IT1,IT2,IT3至IT18一共有20个,其中IT01表示的话该零件加工精度最高的,IT18表示的话该零件加工精度是最低的 ,一般上IT7、IT8是加工精度中等级别。


任何加工方法所得到的实际参数都不会绝对准确,从零件的功能看,只要加工误差在零件图要求的公差范围内,就认为保证了加工精度。


机器的质量取决于零件的加工质量和机器的装配质量,零件加工质量包含零件加工精度和表面质量两大部分。


机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数相符合的程度。它们之间的差异称为加工误差。加工误差的大小反映了加工精度的高低。误差越大加工精度越低,误差越小加工精度越高。


一、加工精度的调整方法


1、减小机床误差

提高主轴部件的制造精度

应提高轴承的回转精度 :

选用高精度的滚动轴承;

采用高精度的多油锲动压轴承;

采用高精度的静压轴承。


应提高与轴承相配件的精度:

提高箱体支撑孔、主轴轴颈的加工精度;

提高与轴承相配合表面的加工精度;

测量及调节相应件的径向跳动范围,使误差补偿或相抵消。

对滚动轴承适当预紧

可消除间隙;

增加轴承刚度;

均化滚动体误差。


使主轴回转精度不反映到工件上。



2、对工艺系统进行调整

试切法调整

通过试切—测量尺寸—调整刀具的吃刀量—走刀切削—再试切,如此反复直至达到所需尺寸。此法生产效率低,主要用于单件小批生产。


调整法

通过预先调整好机床、夹具、工件和刀具的相对位置获得所需尺寸。此法生产率高,主要用于大批大量生产。


3、减小刀具磨损

在刀具尺寸磨损达到急剧磨损阶段前就必须重新磨刀。


4、减少传动链传动误差

传动件数少,传动链短,传动精度高;

采用降速传动,是保证传动精度的重要原则,且越接近末端的传动副,其传动比应越小;

末端件精度应高于其他传动件。


5、减小工艺系统的受力变形

提高系统的刚度,特别是提高工艺系统中薄弱环节的刚度

合理的结构设计

尽量减少连接面的数目;

防止有局部低刚度环节出现;

应合理选择基础件、支撑件的结构和截面形状。


提高连接表面的接触刚度

提高机床部件中零件间结合面的质量;

给机床部件以预加载荷;

提高工件定位基准面的精度和减小它的表面粗糙度值。


采用合理的装夹和定位方式


减小载荷及其变化

合理选择刀具几何参数和切削用量,以减小切削力;

毛胚分组,尽量使调整中毛胚加工余量均匀。

6、减少残余应力

增加消除内应力的热处理工序;

合理安排工艺过程。


7、减小工艺系统热变形

采用合理的机床部件结构及装配基准

采用热对称结构——在变速箱中,将轴、轴承、传动齿轮等对称布置,可使箱壁温升均匀,箱体变形减小;

合理选择机床零部件的装配基准。


减少热源的发热和隔离热源

采用较小的切削用量;

零件精度要求高时,将粗精加工工序分开;

尽可能将热源从机床分离出去,减少机床热变形;

对主轴轴承、丝杆螺母副、高速运动的导轨副等不能分离的热源,从结构、润滑等方面改善其摩擦特性,减少发热或用隔热材料;

采用强制式风冷、水冷等散热措施。


均衡温度场

加速达到传热平衡


控制环境温度


二、加工精度误差的原因

1、加工原理误差

加工原理误差是指采用了近似的刀刃轮廓或近似的传动关系进行加工而产生的误差。加工原理误差多出现于螺纹、齿轮、复杂曲面加工中。


例如,加工渐开线齿轮用的齿轮滚刀,为使滚刀制造方便,采用了阿基米德基本蜗杆或法向直廓基本蜗杆代替渐开线基本蜗杆,使齿轮渐开线齿形产生了误差。又如车削模数蜗杆时,由于蜗杆的螺距等于蜗轮的周节(即 mπ),其中 m是模数,而π是一个无理数,但是车床的配换齿轮的齿数是有限的,选择配换齿轮时只能将π化为近似的分数值(π =3.1415)计算,这就将引起刀具对于工件成形运动(螺旋运动)的不准确,造成螺距误差。

在加工中,一般采用近似加工,在理论误差可以满足加工精度要求的前提下(《=10%-15%尺寸公差),来提高生产率和经济性。


2、调整误差

机床的调整误差是指由于调整不准确而产生的误差。


3、夹具的制造误差和磨损

夹具的误差主要指:

定位元件、刀具导向元件、分度机构、夹具体等的制造误差;