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影響數(shù)控龍門(mén)磨床精度的穩(wěn)定性主要原因分析
閱讀:1362 發(fā)布時(shí)間:2019-7-23 影響數(shù)控龍門(mén)磨床精度穩(wěn)定性的主要原因?yàn)闄C(jī)床基礎(chǔ)件材質(zhì)自身的應(yīng)力變形、載荷變化引起的受力變形和溫度場(chǎng)變化引起的熱變形。因此精度的穩(wěn)定性,應(yīng)從以下三個(gè)方面進(jìn)行深入的分析及研究:
1、數(shù)控龍門(mén)磨床*件的材料選擇基本上是鑄鐵,部分廠家也有選擇焊接鋼構(gòu)件,兩種材料內(nèi)部組織的優(yōu)劣直接影響零件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及剛性,同時(shí)在制造過(guò)程中又不同程度的存在鑄造應(yīng)力、焊接應(yīng)力及加工應(yīng)力。由于各種應(yīng)力的隨機(jī)變化,直接影響機(jī)床的幾何精度發(fā)生改變。因此對(duì)于大型數(shù)控龍門(mén)導(dǎo)軌磨床設(shè)計(jì)與制造,應(yīng)開(kāi)展機(jī)床*件材料性能的研究,從材料的組織結(jié)構(gòu)及性能的研究上有所突破,同時(shí)應(yīng)深入開(kāi)展對(duì)各種因素產(chǎn)生的應(yīng)力進(jìn)行有效處理的工藝技術(shù)研究,例如通過(guò)各種有效的人工時(shí)效處理去除零件應(yīng)力變形。
2、機(jī)床的幾何精度受其上零件載荷力影響較大,而解決該問(wèn)題需從機(jī)床整機(jī)靜動(dòng)態(tài)特性分析上著手研究。長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)內(nèi)機(jī)床設(shè)計(jì)過(guò)程是“經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)-樣機(jī)試制-樣機(jī)測(cè)試-改進(jìn)設(shè)計(jì)”,這種“感性設(shè)計(jì)”不僅設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、研制費(fèi)用高,同時(shí)并未從理性上對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)剛性進(jìn)行系統(tǒng)分析,造成大部分機(jī)床出現(xiàn)問(wèn)題后只能修修補(bǔ)補(bǔ)進(jìn)行事后改進(jìn)設(shè)計(jì),并未從根本上解決問(wèn)題。目前隨著現(xiàn)代化數(shù)字設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展,在機(jī)床設(shè)計(jì)上開(kāi)展數(shù)字化設(shè)計(jì)的技術(shù)研究是勢(shì)在必行的。
3、有研究表明,溫度場(chǎng)變化引起的機(jī)床熱變形誤差占機(jī)床獨(dú)立誤差的40%~70%。溫度場(chǎng)變化包括機(jī)床環(huán)境溫度變化和機(jī)床內(nèi)部熱源溫度變化(如液壓系統(tǒng)溫升、導(dǎo)軌摩擦發(fā)熱等),鑄鐵的熱膨脹系數(shù)約為10μm/m℃,以磨削長(zhǎng)度為16m的龍門(mén)導(dǎo)軌磨床為例,床身上下溫差變化0.1℃,其導(dǎo)軌凹凸變化量約為160μm,反映到16m長(zhǎng)度工件上的直線(xiàn)度變化量可以達(dá)到40-80μm,由此可見(jiàn),熱變形對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌直線(xiàn)度的影響相當(dāng)大。要減小熱變形對(duì)機(jī)床精度的影響,在機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行熱態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì),如采用熱膨脹系數(shù)低的新型材料、采用對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)、避開(kāi)熱變形敏感方向、考慮隔熱、散熱措施等,同時(shí)采用冷卻、輔助熱源等方式對(duì)機(jī)床熱源進(jìn)行溫度控制。熱誤差補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用也有助于減小熱變形,其關(guān)鍵在于熱誤差模型的建立和誤差補(bǔ)償策略的選擇。熱誤差補(bǔ)償一般采用事后補(bǔ)償,首先通過(guò)各種檢測(cè)手段對(duì)機(jī)床加工時(shí)產(chǎn)生的誤差進(jìn)行測(cè)量,然后根據(jù)已建立的誤差補(bǔ)償模型進(jìn)行誤差補(bǔ)償計(jì)算,將計(jì)算結(jié)果反饋給數(shù)控系統(tǒng)來(lái)補(bǔ)償熱誤差。