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1、数控机床加工精度提高方法的分析第20卷第3期V0I.2ONO.3湖北工业大学JournalofHubeiUniversityofTechnology2005年03月Jun.2005［文章编号］1003—4684(2005)06—0123—03数控机床加工精度提高方法的分析陶然，杨光，朱亮(武汉理工大学机电工程学院，湖北武汉430070)［摘要］数控机床使用过程中存在很多产生加工误差的因素,而进给机构和编程误差对数控机床加工精度的影响都是可以通过改善而减小的，通过对这两方面的分析提出了相应提高机床加工精度的方法.［关键词］数控机床;加工误差;加
2、工精度［中圈分类号］TH161［文献标识码］:A随着现代机械加工技术的进一步发展,数控机床已越来越得到广泛的应用•而数控机床上生产的每一件产品的质量在很大程度上依赖于机床自身加工精度•本文就进给机构和编程误差两个方面对如何避免误差和提高加工精度进行了分析.1进给机构1.1滚珠丝杠导程误差的影响步进电机控制的经济型数控机床加工精度直接受步进系统的脉冲当量k的影响口］•脉冲当量k由下式决定d—ait/360..⑴式屮:口为步进电机步距角,(.)；i为齿轮减速比;t为滚珠丝杠导程,mm.滚珠丝杠在制造过程中,由于加工设备诸因素的影响不可避免地产生导
3、程误差•丝杠导程t直接影响系统脉冲当量.丝杠导程课差造成的脉冲当量误差△愚d一aiAt/360..选用精度等级高的滚珠丝杠，可减小丝杠导稈误差对机床加工精度的影响.1.2进给机构间隙的影响进给机构的机械传动机构由减速齿轮，连轴节，滚珠丝杠副及支承轴承组成.在这些环节当中存有间隙，影响到工作台进给精度，特别是在运动换向时,这些间隙对机床加工精度影响更大.而减小各环节间的间隙,可以减小对机床加工精度的影响.1)滚珠丝杠与螺母间的间隙影响.滚珠丝杠与螺母之间的间隙直接影响工作台的进给精度•设滚珠丝杠与螺母之间的间隙为S,则反转时造成工作台进给误差一
4、SF.不仅如此,丝杠螺母副的间隙述影响丝杠螺母副的刚度,进而影响工作台进给精度.消除滚珠丝杠与螺母之间间隙的方法是施加预紧力•在双螺母预紧的滚珠丝杠副中,当预紧力等于最大轴向力的1/3时，其间隙可基本消除，而且对滚珠丝杠副的寿命影响不大.2)轴承轴向间隙，联轴节扭转间隙的影响.滚珠丝杠支承轴承的轴向间隙也直接影响工作台的进给精度•若轴承的轴向间隙为s,则反向时造成工作台进给误差一s.轴承通过定位预紧或定压预紧消除其间隙，同时也可提高轴承刚度•但预紧时要考虑丝杠热变形对间隙的影响.若联轴节的扭转间隙为S,在机构反向时造成工作台进给课差■(t/2
5、ni)SL.(2)1)齿轮传动侧向间隙的影响•如果齿轮传动的侧向间隙为s.,机构反向时造成工作台进给误差用表示，且(t/-rd)Sc.(3)式中,cl为与滚珠丝杠连结的齿轮分度圆直径，mm.齿轮的传动比i也直接影响脉冲当量.因此为减小传动比及齿轮传动侧隙对机床加工精度的影［收稿日期］2005-03-05【作者简介］陶然(1976-).男•湖北武汉人，武汉理工大学硕士研究生，研究方向:制造自动化124湖北工业大学2005年第3期响,应通过提高齿轮的制造精度，减小齿轮综合误差,在满足传动工作环境要求下，减小侧向间隙来实现」进给机构间隙对机床加工精
6、度的影响,除采取上述措施外，还可通过软件补偿实现•在零件加工程序中判断进给方向的指令转向后，给岀若干个额外进给指令脉冲，以补偿间隙造成的谋差一>.11.3合理编制加工程序减小进给机构间隙误差根据以上分析，在运动换向时,进给机构间隙对机床加工精度影响较大.尤其是当被加工的零件尺寸精度接近数控机床的重复定位精度时影响更大.因此，在数控编程和加工屮采取一些相应的措施可以提高加工精度.图1阶梯轴轮廓如图1所示，精加工工件轮廓为6一c—d,如采用如图2所示的刀具移动路线就不妥，因为从①〜②的运动方向与③〜④相反，会产生反向间隙，如改为图3所示的刀
7、具移动路线，精加工时刀具在径向的移动保持尺寸连续递增趋势，在轴向的移动保持尺寸连续向左趋势，这样便消除了机床的反向间隙的影响E弓I.2编程误差图2刀具移动路线1刀具移动路线刀具移动路线.图3刀具移动路线2数控机床加工与普通机床加工不同，工件的加工精度不仅与加工过程有关，而且与加工前编程阶段紧密相关•由于程序控制原理自身的原因,编程误差不可避免.2」插补误差的影响在经济型数控机床上加工工件,倾斜直线是通过刀具沿平面上两个坐标轴方向走折线而形成，这样造成工件表面呈锯齿状而形成插补误差•插补误差的影响因素主要有机床分辨率,脉冲均匀程度，控制系统的动
8、态特性及插补方法与算法等.插补的运算过程中，还会产生累积误差，当它达到一定值时，会使机床产牛移动和定位误差,影响加工精度•以下措施可减小数控系统的累积误差［4.1）
