金屬零件加工精度影響及控制探究

1、金屬零件加工精度影響及控制探究 摘要：目前數(shù)控銑床技術(shù)廣泛應用在各行各業(yè)中，在數(shù)控銑床技術(shù)的運用中，金屬零件加工精度和數(shù)控加工工藝處理問題是最需要關(guān)注的問題之一，它能對數(shù)控銑床的質(zhì)量與安全產(chǎn)生直接影響。為此分析數(shù)據(jù)加工工藝對金屬零件加工精度的影響，從伺服系統(tǒng)、銑床設計和刀具控制三個方面進行分析，根據(jù)分析內(nèi)容探究數(shù)控加工工藝對金屬零件加工精度的合理控制，為提高數(shù)控加工工藝和優(yōu)化金屬零件加工精度提供一些具有價值的參考理論。 關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；金屬零件；加工精度；影響及控制 對于國家來說，數(shù)控技術(shù)的運用能夠直接反應該國家的制造業(yè)水平，我國的數(shù)控技術(shù)隨著科技發(fā)展在不斷提升，并且已經(jīng)廣泛的應用到各種生產(chǎn)

2、制造中，得到了很多人的關(guān)注，滿足了該行業(yè)市場的需求。數(shù)控加工是一種在數(shù)控銑床上進行零件加工的一種工藝方法，用數(shù)字信息控制零件和刀具的位置進行機械加工，能夠有效解決零件精小、形狀復雜、精度高等問題，實現(xiàn)高效的自動化加工。數(shù)控加工就是通過數(shù)控系統(tǒng)控制數(shù)控銑床的運動和輔助動作，而控制系統(tǒng)的指令由技術(shù)人員根據(jù)實際加工要求和系統(tǒng)所規(guī)定的指令編制而成的。在使用數(shù)控技術(shù)對金屬零件的加工過程中，影響其加工精度的因素有很多。如數(shù)控銑床系統(tǒng)的精度高低，數(shù)控銑床的安裝制造、插補精度、伺服系統(tǒng)的控制精度以及加工零件的材料等諸多因素都會對數(shù)控車床加工精度造成影響1。主要影響因素可概括為：銑床的設計制造、切削用量的選擇、

3、數(shù)控銑床自身精度因素以及測量誤差因素等。在實際應用中，為了保證金屬零件加工精度，對數(shù)控加工工藝影響因素進行分析，利用一些實際有效的控制手段來減小對金屬零件加工精度的影響，使最終生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量得到保障。 1數(shù)控加工工藝對金屬零件加工精度的影響分析 在使用數(shù)控加工工藝對金屬零件加工過程中，伺服系統(tǒng)尤為重要，伺服系統(tǒng)處在數(shù)控銑床中樞控制體系中，為金屬零件加工奠定了基礎2。若采用半閉合控制，在伺服系統(tǒng)信號傳輸過程中需要反向運轉(zhuǎn)，這時會出現(xiàn)瞬時空轉(zhuǎn)現(xiàn)象，容易造成反向間隙，使得數(shù)控系統(tǒng)生成的金屬零件加工指令產(chǎn)生誤差，并且還會伴隨著彈性間隙誤差，造成加工的金屬零件形狀不符合要求，降低金屬零件的加工精度。而為

4、了保證在數(shù)控工藝加工過程中，金屬零件加工信號能夠在使用滾珠絲杠配合伺服電機的伺服系統(tǒng)之間暢通無阻，采用復合控制，由滾珠絲杠傳動精度控制伺服系統(tǒng)精度，提高加工精度。數(shù)控銑床是處理金屬零件的核心，銑床設計是實現(xiàn)數(shù)控加工的基礎，所有金屬零件加工工藝都需要通過銑床設計層面得到落實，然而在進行銑床設計時，卻無法有效的保障銑床設計精度，使得數(shù)控加工工藝難以落實，進行金屬零件加工時，金屬零件制造誤差逐漸增大，從而造成數(shù)控銑床金屬零件加工精度降低3，因此在主軸的選擇上，在滿足最高轉(zhuǎn)速達到每分鐘萬轉(zhuǎn)的同時，還應要求其具有高精度的調(diào)速功能，并且尺寸與整體機械結(jié)構(gòu)尺寸相適應。對金屬零件進行加工，需要通過數(shù)控銑床控制

5、刀具，使刀具能夠按照已經(jīng)設定好的編程對金屬零件進行銑削、車削等切削加工，實現(xiàn)加工金屬零件的目的。而為了使金屬零件加工精度更加準確，相關(guān)技術(shù)人員需要按照不同的需求對刀具參數(shù)進行設置，如果參數(shù)設置出現(xiàn)錯誤，那么在金屬零件加工過程中，刀具軸線就會出現(xiàn)偏差，使得主偏角不斷減小，刀具加工金屬零件精度也會隨之降低，不能滿足數(shù)控銑床生產(chǎn)加工的需求，最終影響加工的產(chǎn)品綜合質(zhì)量。對此可以使用UG軟件進行合理控制。 2數(shù)控加工工藝對金屬零件加工精度的合理控制 在數(shù)控系統(tǒng)中，伺服系統(tǒng)的控制精度會對金屬零件加工精度產(chǎn)生影響，特別是在高速加工中。因此從控制角度出發(fā)，對其進行優(yōu)化，減小伺服系統(tǒng)的控制精度對金屬零件加工的影

6、響4。在伺服系統(tǒng)中將開環(huán)控制和閉環(huán)控制結(jié)合在一起，構(gòu)成復合控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)綜合兩者的優(yōu)點，使數(shù)控系統(tǒng)具有較高的控制精度。采用復合控制的方法，提高數(shù)控銑床自身的精度。從而提高金屬零件加工精度。復合控制系統(tǒng)原理圖如圖1所示。在數(shù)控加工工藝對金屬零件加工精度過程中，刀具的選擇具有重要的作用，一般情況下，很多數(shù)控銑床都配有相對完整的數(shù)控刀具庫，使用的都是系列化標準刀具，根據(jù)不同的材質(zhì)和性能，有很多種類。因此在進行加工前對刀具進行選擇的時候，根據(jù)實際的產(chǎn)品需求選擇適合的刀具，綜合其強度、韌性、耐磨性和硬度等方面來考慮。在已經(jīng)確定刀具的情況下，需要確定刀具的對刀點，也就是刀具在工具原點確定的坐標系中開始運

7、動的那個點。對刀點是數(shù)控的起點程序，需要先找基準點，才能控制數(shù)控銑床精度，對刀點的尋找過程就是金屬零件對刀。如果在加工過程中在選擇尺寸和刀點上出現(xiàn)了問題，很容易對金屬零件的加工精度產(chǎn)生影響，在行刀過程中可能出現(xiàn)安全事故，對后續(xù)的加工留下安全隱患。在數(shù)控加工中使用UG軟件提供數(shù)字化造型和驗證手段，以UGNX為加工基礎模塊為基礎框架，連接UG所有加工模塊，并且為其提供了一個圖形化窗口環(huán)境，方便用戶以圖形的方式觀察刀具沿軌跡運動的情況，并可以隨時對其進行圖形修改，比如刀具軌跡的延伸或縮短等。該模塊的交互界面可以按照用戶實際需求進行靈活的修改和剪裁，對刀具庫進行標準化定義，對加工工藝參數(shù)樣板庫進行初加工、半精加工和精加工等操作常用的參數(shù)標準化，達到優(yōu)化加工和提高加工效率的目的。UG軟件的所有模塊都可以直接生成加工程序，并一直保持與實體模型全相關(guān)，其通用的點位加工編程功能，適合用于鉆孔，攻絲以及鏜孔等加工編程。 3結(jié)語 隨著社會的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢良好，數(shù)控加工工藝運用在不同的行業(yè)中，是我國最重要的數(shù)控技術(shù)。在使用數(shù)控加工工藝對金屬零件加工的過程中，其精度對于最終的產(chǎn)品的質(zhì)量和安全有著很重要的影響，而加工精度又受到刀具、銑床設計和伺服系統(tǒng)控制精度的影響。為此對加工過程進行合理控制，對控制方法進行優(yōu)化，對于刀具的處理以及刀具運動情況可通過UG軟件進行觀察。通過合理控制