在數控銑床上加工的零件的線性尺寸,簡稱尺寸,是指兩點之間的距離,如直徑、半徑、寬度、深度、高度、中心距等。普通三軸數控銑床有x/y/z軸,它們由三個獨立的伺服電機控制器控制,控制各軸的定位精度。影響各軸加工精度的因素很多。通過查閱資料,我們現在列出幾類影響各軸加工精度的誤差,大致可以分為以下幾類:
①機床誤差。機床誤差是指機床的制造誤差、安裝誤差和磨損。包括機床導軌的導向誤差、機床主軸的旋轉誤差和機床傳動鏈的傳動誤差。
②加工原理誤差。加工原理誤差是指以近似的葉片型線或近似的傳動關系進行加工而產生的誤差。在螺紋、齒輪和復雜曲面的加工中,經常出現加工原理誤差。
③調整誤差。機床調整誤差是指由于調整不準確而產生的誤差。
④工件中的殘余應力
⑤加工場地的環境影響。加工現場經常會有很多小金屬屑。如果這些金屬屑位于零件的定位面或孔上,就會影響零件的加工精度。對于高精度加工,一些肉眼看不見的小金屬屑會影響精度。
⑥制造誤差和夾具磨損。夾具的誤差主要指定位元件、刀具導向元件、分度機構、夾具等的制造誤差。夾具組裝后,上述部件工作面之間的相對尺寸誤差;使用過程中夾具工作表面的磨損。
⑦制造誤差和刀具磨損。刀具誤差對加工精度的影響因刀具類型而異。
⑧工藝系統受力變形。在切削力、夾緊力、重力和慣性力的作用下,工藝系統會發生變形,破壞被調整工藝系統各部件的相互位置關系,導致加工誤差的產生,影響加工過程的穩定性。主要考慮機床、工件的變形和工藝系統的總變形。
⑨過程系統的熱變形。在加工過程中,工藝系統受到內部熱源(切削熱、摩擦熱)或外部熱源(環境溫度、熱輻射)的加熱變形,從而影響加工精度。綜上所述,有九個因素會影響加工精度,但在加工過程中,這些因素在同一機床、同一環境下會減弱,主要留下工藝系統的調整誤差和應力變形。
1、將數控加工編程軟件上的余量設置為中偏差來調整精加工尺寸的方法如下:
X方向精加工法:首先在零件加工圖上找一個用千分尺很容易測出的凸臺特征尺寸作為參考尺寸。比如尺寸為550-0.02,在編程軟件上編制精加工程序,軟件上精加工程序的余量設置為公差的中值-0.01,補償改為機床。半精加工一次,測量尺寸,修改機床上對應刀號的磨損值。同時對稱精加工凸臺特征的左右兩側,通過多次使用同一程序精加工到尺寸的中間值,例如55-0.01。在尺寸可接受的范圍內,尺寸合格后在機床上記下相應刀具的磨損值,然后以該刀具在X方向的磨損值為準。
我們將驗證X方向的其他特征尺寸,當其他凸臺尺寸為45+0.01-0.01時,我們可以計算出45+0.00的尺寸偏差。我們會在編程軟件上編制精加工程序,在軟件上設置精加工程序的余量為公差0的中值,將補償改為機床。生成的程序導入機床,導入機床進行精加工就可以得到45的尺寸。用千分尺測量,測量誤差小于0.003毫米。該方法驗證了同一凸臺尺寸的兩種計算方法。
然后,以此類推,X方向其他維度的邊距值設置為中值。補償改為機床。生成的程序導入機床,再導入機床進行精加工。用同樣的方法計算。按照這個方法,經過多次驗證,反復試驗,都是正確的。y方向尺寸精加工方法:首先在零件加工圖上找一個可以用千分尺方便測量的凸臺特征尺寸作為參考尺寸。比如尺寸為250-0.02,在編程軟件上編制精加工程序,軟件上精加工程序的余量設置為公差的中值-0.01,補償改為機床。
半精加工一次,測量尺寸,修改機床上對應刀號的磨損值。同時對稱精加工凸臺特征的左右兩側,用同一程序多次精加工到尺寸的中位誤差,例如25-0.01。在合格尺寸范圍內,尺寸合格后在機床上記下相應刀具的磨損值,然后以該刀具在Y方向的磨損值為準。
我們將驗證Y方向的其他特征尺寸,當其他凸臺尺寸為65+0.01-0.01時,我們可以計算出65+0.00的尺寸偏差。我們會在編程軟件上編制精加工程序,在軟件上設置精加工程序的余量為公差0的中值,將補償改為機床。生成的程序導入機床,導入機床進行精加工就可以得到65的尺寸。用千分尺測量,測量誤差小于0.003毫米。該方法驗證了同一凸臺尺寸的兩種計算方法。其次,以此類推,Y方向其他維度的邊距值設置為中值。補償改為機床。生成的程序導入機床,再導入機床進行精加工。用同樣的方法計算。按照這個方法,經過多次驗證,反復試驗,都是正確的。
2、用軟件編程圖形畫中差,利用機床上的刀具磨損調整精加工尺寸的方法如下:
X方向尺寸精加工法:精加工尺寸前,對零件進行粗加工。在精加工尺寸之前,我們將機床上精加工刀具的相應磨損改為0.2。這種方法需要先計算出圖紙中尺寸公差的中值。在軟件編程中,每一個需要尺寸公差的尺寸都以公差的中值為標準尺寸繪制到cg動畫中。比如某個320-0.02的尺寸,實際上是按照32-0.01畫成圖的。完成試切時,只需將軟件編程余量設置為0,將補償換到一臺機床上,送機床加工即可。先半成品一刀,測量這個尺寸并在機床上修改這個刀號下的磨損值,直到尺寸無限接近32-0.01,修復磨損。X方向的其他尺寸用同一把刀修剪,程序余量設置為0,然后送到機床直接修剪其他尺寸。用千分尺測量,測量誤差小于0.003毫米。如果在加工中使用第二把精加工刀,同樣的原理也適用。
Y方向尺寸精加工方法:Y方向尺寸。在精加工尺寸之前,我們將機床上精加工刀具的相應磨損改為0.2。這種方法需要先計算出圖紙中尺寸公差的中值。在軟件編程中,每個需要尺寸公差的尺寸都以公差的中值作為標準尺寸繪制到cg動畫中。例如,220-0.02的尺寸實際上是按照22-0.01繪制到圖紙中的。完成試切時,只需將軟件編程余量設置為0,將補償換到一臺機床上,送機床加工即可。先半成品一刀,在機床上測量尺寸并修改此刀號下的磨損值,直到尺寸無限接近22-0.01,修復磨損。X方向其他尺寸用同一把刀完成尺寸程序余量并置0,送機床直接完成其他尺寸。
用千分尺測量,測量誤差小于0.003毫米。如果在加工中使用第二把精加工刀,同樣的原理也適用。修復Z軸深度尺寸時,也是計算誤差。盡量用同一把刀完成不同高度的底面,節省測量和調整的時間。比如粗加工,底部尺寸的精加工量只有0.2左右,先精加工總厚度,再精加工其他深度尺寸,以上表面為基準進行測量。
為了保證精加工后的表面質量,精加工時的進給速度不能超過600毫米/分鐘。當該補償功能應用于同一工具時,該變化被視為機床的磨損。牢記這兩種保證大小的方法,在編程中靈活運用,可以大大簡化編程工作,達到快速準確的效果。
1、自動識別機床精度誤差,自動補償機床精度。
2.代替人工,做自動對中、找邊、測量、坐標系自動校正、自動修刀。
3.直接在機床上測量大型復雜零件的曲面。
4.提高現有機床的加工能力和精度。大型單件產品在線校正一次完成,無需二次裝夾和返工修復。
5.比較測量結果并報告。
6.提效增產,保證產品合格率。
目前,針對機械制造加工行業遇到的產品合格率低、加工效率低、人工成本高等共性問題,使用測量系統和測量設備提升機床精度校準,可以提高工作效率,減少輔助夾緊時間,自動測量直線度,快速定位夾具位置,自主定位,控制手動調整時間。