金屬零件加工精度影響及控制探究

時間:2022-08-23 09:33:33

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金屬零件加工精度影響及控制探究

摘要:目前數控銑床技術廣泛應用在各行各業中,在數控銑床技術的運用中,金屬零件加工精度和數控加工工藝處理問題是最需要關注的問題之一,它能對數控銑床的質量與安全產生直接影響。為此分析數據加工工藝對金屬零件加工精度的影響,從伺服系統、銑床設計和刀具控制三個方面進行分析,根據分析內容探究數控加工工藝對金屬零件加工精度的合理控制,為提高數控加工工藝和優化金屬零件加工精度提供一些具有價值的參考理論。

關鍵詞:數控加工;金屬零件;加工精度;影響及控制

對于國家來說,數控技術的運用能夠直接反應該國家的制造業水平,我國的數控技術隨著科技發展在不斷提升,并且已經廣泛的應用到各種生產制造中,得到了很多人的關注,滿足了該行業市場的需求。數控加工是一種在數控銑床上進行零件加工的一種工藝方法,用數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,實現高效的自動化加工。數控加工就是通過數控系統控制數控銑床的運動和輔助動作,而控制系統的指令由技術人員根據實際加工要求和系統所規定的指令編制而成的。在使用數控技術對金屬零件的加工過程中,影響其加工精度的因素有很多。如數控銑床系統的精度高低,數控銑床的安裝制造、插補精度、伺服系統的控制精度以及加工零件的材料等諸多因素都會對數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、數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,使最終生產的產品質量得到保障。

1數控加工工藝對金屬零件加工精度的影響分析

在使用數控加工工藝對金屬零件加工過程中,伺服系統尤為重要,伺服系統處在數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,在伺服系統信號傳輸過程中需要反向運轉,這時會出現瞬時空轉現象,容易造成反向間隙,使得數控系統生成的金屬零件加工指令產生誤差,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。而為了保證在數控工藝加工過程中,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精度,提高加工精度。數控銑床是處理金屬零件的核心,銑床設計是實現數控加工的基礎,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,在滿足最高轉速達到每分鐘萬轉的同時,還應要求其具有高精度的調速功能,并且尺寸與整體機械結構尺寸相適應。對金屬零件進行加工,需要通過數控銑床控制刀具,使刀具能夠按照已經設定好的編程對金屬零件進行銑削、車削等切削加工,實現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,相關技術人員需要按照不同的需求對刀具參數進行設置,如果參數設置出現錯誤,那么在金屬零件加工過程中,刀具軸線就會出現偏差,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,不能滿足數控銑床生產加工的需求,最終影響加工的產品綜合質量。對此可以使用UG軟件進行合理控制。

2數控加工工藝對金屬零件加工精度的合理控制

在數控系統中,伺服系統的控制精度會對金屬零件加工精度產生影響,特別是在高速加工中。因此從控制角度出發,對其進行優化,減小伺服系統的控制精度對金屬零件加工的影響[4]。在伺服系統中將開環控制和閉環控制結合在一起,構成復合控制系統,該系統綜合兩者的優點,使數控系統具有較高的控制精度。采用復合控制的方法,提高數控銑床自身的精度。從而提高金屬零件加工精度。復合控制系統原理圖如圖1所示。在數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,很多數控銑床都配有相對完整的數控刀具庫,使用的都是系列化標準刀具,根據不同的材質和性能,有很多種類。因此在進行加工前對刀具進行選擇的時候,根據實際的產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動的那個點。對刀點是數控的起點程序,需要先找基準點,才能控制數控銑床精度,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了問題,很容易對金屬零件的加工精度產生影響,在行刀過程中可能出現安全事故,對后續的加工留下安全隱患。在數控加工中使用UG軟件提供數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,對加工工藝參數樣板庫進行初加工、半精加工和精加工等操作常用的參數標準化,達到優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,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結語

隨著社會的發展,數控技術發展趨勢良好,數控加工工藝運用在不同的行業中,是我國最重要的數控技術。在使用數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品的質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。通過合理控制加工過程,降低加工誤差,使金屬零件加工精度得到提高,增強社會的經濟效益,從而使數控技術得到更好的發展。

作者:王雷 邱曉慶 鐘靈 單位:甘肅畜牧工程職業技術學院