如何提高CNC加工中心的加工精度與效率？

                                                                                   如何提高CNC加工中心的加工精度與效率？

　　一、編程技巧

　　數(shù)控編程是數(shù)控加工最基礎(chǔ)的工作，工件加工程序編制的優(yōu)劣直接影響機(jī)床最終的加工精度和加工效率?？梢詮那擅畹氖褂霉逃谐绦?、減少數(shù)控系統(tǒng)的累積誤差、靈活運(yùn)用主程序和子程序等幾個(gè)方面入手。

　　提高加工效率和加工精度，是機(jī)床加工技術(shù)始終追求的目標(biāo)。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展和普及，不僅大大減小了加工的輔助和準(zhǔn)備時(shí)間，而且為提高加工精度和實(shí)施高速加工創(chuàng)造了條件。高速切削機(jī)理的不斷變化和現(xiàn)代刀具新材料的飛速發(fā)展，又為高速切削加工提供了理論和保證，從而使得在數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)上的高速高精度加工成為現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的重要發(fā)展趨勢(shì)之一。創(chuàng)新加工技術(shù)為機(jī)械加工帶來(lái)了革命性的變化.也促進(jìn)機(jī)床技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。

　　對(duì)列雙主軸布置

　　雙主軸布置從產(chǎn)生至今已經(jīng)過三代重大的變化，第一代是在轉(zhuǎn)塔刀架的動(dòng)力刀座上，安裝上小卡盤成為第二主軸。從第一主軸上抓取夾緊工件后靠第二轉(zhuǎn)塔刀架進(jìn)行背面二次加工。很明顯，它只適用于小型工件且進(jìn)行二次加工時(shí)，第一主軸只好閑置不用。第二代為尾座主軸，即將可伸縮的尾架套筒改為第二主軸。先伸向第一主軸抓住夾緊工件后退回原處，再進(jìn)行背面二次加工。這樣的第二主軸在尺寸大小方面，明顯小于第一主軸?，F(xiàn)在已發(fā)展到第三代，即在同一軸線上相對(duì)布置大小完全一樣的第二主軸—簡(jiǎn)稱對(duì)列雙主軸。相應(yīng)地配備了第二轉(zhuǎn)塔刀架。主要主軸的主軸箱一般是固定的，但也有少數(shù)可在床身導(dǎo)軌上移動(dòng)。這樣實(shí)質(zhì)上等于將兩臺(tái)車削中心相對(duì)合并成為一臺(tái)機(jī)床了。配備輔助主軸的優(yōu)點(diǎn)是能在一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行全部加工，而且從兩端加工的尺寸精度和同軸度比移至另一臺(tái)機(jī)床上去進(jìn)行另一端加工時(shí)要高。日本中村留精密公司的丁w系列對(duì)列雙主軸車削中心.它的左主軸箱是固定的，而右主軸箱可以沿床身移動(dòng)，不用機(jī)器人也可實(shí)現(xiàn)第一、第二主軸間工件的傳送。有的廠家的產(chǎn)品是左右兩主軸同步回轉(zhuǎn)。第一與第二主軸的功能一般不完全一樣，如有的產(chǎn)品第二主軸的c軸功能只限于分度。日本mazak的multiplex雙主軸車削中心具有6軸控制，兩個(gè)x軸控制兩個(gè)轉(zhuǎn)塔刀架的滑板移動(dòng)，兩個(gè)z軸控制兩個(gè)主軸箱滑座移動(dòng)，兩個(gè)c軸控制兩個(gè)主軸分度。由于兩個(gè)主軸均有c軸控制，在右主軸上銑削的表面可與左主軸上已加工的銑削表面采用同一參考位置。當(dāng)工件裝在左主軸上加工完畢后，左右兩主軸同時(shí)向前進(jìn)，在機(jī)床中部相遇。將工件轉(zhuǎn)移到右主軸中，右主軸退回原處，進(jìn)行背面加工。當(dāng)工件在右主軸中加工時(shí)，左主軸上裝上新的工件.同時(shí)加工，如此進(jìn)行連續(xù)加工。

　　高速移動(dòng)和高加/減速的機(jī)械進(jìn)給系統(tǒng)

　　當(dāng)前，高速高精度切削機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)是“回轉(zhuǎn)伺服電機(jī)+精密滾珠絲杠”和直線伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)兩種方式并存，而以前者為主。這時(shí)所用的回轉(zhuǎn)伺服電機(jī)，是大扭矩，低慣量，轉(zhuǎn)速稍有提高的交流伺服電機(jī)。精密滾珠絲杠的導(dǎo)程則比原來(lái)加大了近一倍.同時(shí)采用多頭螺紋結(jié)構(gòu)以增加螺母的有效圈數(shù)。加速度可達(dá)1g，最大進(jìn)給速度40m/min。這種傳統(tǒng)進(jìn)給方式尚有潛力可挖，進(jìn)給速度和加速度還有可能進(jìn)一步提高。90年代在高速高精度機(jī)床上出現(xiàn)的直接驅(qū)動(dòng)方式，則是取消了聯(lián)軸節(jié)、滾珠絲杠螺母副等中間環(huán)節(jié)，由直線伺服電機(jī)按照伺服控制信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件移動(dòng)的進(jìn)給方式。由于它不存在中間環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的滯后現(xiàn)象和其它的非線性誤差，因而執(zhí)行部件能對(duì)進(jìn)給指令立刻作出響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)很高的加速度和進(jìn)給速度。目前，采用直線電機(jī)的機(jī)床，在輪廓加工精度為3um-5um的條件下，加速度達(dá)1-1.5g，最大進(jìn)給速度80m/min,

　　直線電機(jī)本身所能產(chǎn)生的加速度可達(dá)10g.但由于受到執(zhí)行部件質(zhì)量的影響而使加速度大大降低。所以，要千方百計(jì)減輕執(zhí)行部件的質(zhì)量。另一方面，目前直線伺服電機(jī)的進(jìn)給力還不夠大，尚有待于進(jìn)一步提高。同步式和感應(yīng)式兩種直線伺服電機(jī)可以滿足高速高精度機(jī)床的較大推力要求。

　　雖然目前直線伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)床還不多，但越來(lái)越被生產(chǎn)機(jī)床的廠家采用，說明它代表了一種技術(shù)發(fā)展方向。

　　直線滾動(dòng)導(dǎo)軌

　　在機(jī)床導(dǎo)軌設(shè)計(jì)過程中，如需要高精度高剛性時(shí)，設(shè)計(jì)師通常采用v形或平面滑動(dòng)導(dǎo)軌，但這些導(dǎo)軌的缺點(diǎn)是摩擦力大，為此:常采用較大的電機(jī)和復(fù)雜的伺服控制系統(tǒng)。同時(shí)，由于這些導(dǎo)軌中動(dòng)，靜摩擦系數(shù)相差很大:在運(yùn)動(dòng)開始時(shí)驅(qū)動(dòng)力要突然增大，在運(yùn)動(dòng)開始后驅(qū)動(dòng)力要突然下降。車削中心高速化的過程中，滑動(dòng)導(dǎo)軌由于摩擦系數(shù)相對(duì)較大，低速運(yùn)動(dòng)時(shí)容易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，而逐漸被滾動(dòng)導(dǎo)軌所代替，其中直線滾動(dòng)導(dǎo)軌得到了廣泛的應(yīng)用，即便是載荷比較高的設(shè)備也廣泛應(yīng)用直線滾柱導(dǎo)軌來(lái)提高機(jī)床的響應(yīng)。

　　1、靈活運(yùn)用主程序與子程序

　　在進(jìn)行復(fù)雜模具加工中，一般采用一模多件的形式進(jìn)行加工。如果模具上有幾處相同的形狀，應(yīng)靈活運(yùn)用主程序與子程序的關(guān)系，在主程序中反復(fù)調(diào)用子程序，直到完成加工。不僅可以確保加工尺寸的一致性還可以提高其加工效率。

　　2、減少數(shù)控系統(tǒng)的累積誤差

　　一般使用增量方式進(jìn)行工件的編程，是以前一點(diǎn)為基準(zhǔn)進(jìn)行加工的，這樣連續(xù)執(zhí)行多段程序必然產(chǎn)生一定累積誤差，所以在程序編制時(shí)盡量使用絕對(duì)方式進(jìn)行編程，使每個(gè)程序段都以工件原點(diǎn)為基準(zhǔn)，這樣就能減少數(shù)控系統(tǒng)的累積誤差，保證加工精度。

　　二、合理的設(shè)置加工路線

　　合理的設(shè)置加工路線和加工順序是優(yōu)化工件加工程序編制的重要基礎(chǔ)?？梢詮募庸ぼ壽E方面和進(jìn)刀方式方面加以考慮。

　　在進(jìn)行工件數(shù)控銑削加工時(shí)，要結(jié)合工件的工藝性要求去選擇合適的進(jìn)刀方式，以確保工件的切削加工精度和加工效率。在銑削平面工件外輪廓時(shí)，應(yīng)安排好刀具的切入、切出路線。盡量沿輪廓曲線的延長(zhǎng)線切入、切出，以免交接處出現(xiàn)刀痕。同時(shí)在銑削加工中應(yīng)根據(jù)工件情況選擇順銑還是逆銑。

　　三、刀具的選擇和正確安裝

　　不論是數(shù)控加工還是普通加工，刀具因是直接作用于工件的，所以它的選擇和安裝時(shí)工件加工精度和表面質(zhì)量最主要的因素。特別是工件在數(shù)控加工中心上加工，刀具事先都儲(chǔ)存在刀庫(kù)中，一旦開始加工不得隨意更換。所以刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便、剛性好、耐用度和精度高等。

　　四、切削用量的合理選擇

　　切削用量的確定是數(shù)控加工工藝的重要內(nèi)容，它的大小是機(jī)床主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的重要參數(shù)，對(duì)工件加工精度、加工效率以及刀具磨損有著重要的影響。切削用量的選擇包括切削速度、背吃刀量以及進(jìn)給量?；镜倪x擇原則是：在剛度允許的條件下，粗加工取較大的切削深度，以減少走刀次數(shù)，提高工件生產(chǎn)率；精加工一般取較小的切削深度，以獲得較高的表面質(zhì)量。

　　關(guān)于提高CNC加工中心加工件加工精度與加工效率的方法。效率和精度都提高了，這樣才有利于利潤(rùn)空間的提高，產(chǎn)能的提高。
       周氏數(shù)控數(shù)控-數(shù)控車床，加工中心，企業(yè)的堅(jiān)強(qiáng)后盾。

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