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數控加工中心機床對刀誤差及其改進措施

發布時間:2021-06-23 09:47:08

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  數控加工中心加工對刀儀,其處理好壞直接影響加工零件的精度,也影響數控機床的操作。 本文針對數控機床的對刀誤差,提出了改進措施。

         

966立式加工中心                             VMC1050立式加工中心

 

         

VMC855加工中心                                   VMC840加工中心

  

   1數控加工中心產生的加工誤差

  )1)編程誤差:主要是數控編程時數控系統產生的插補誤差,主要發生在避免在直線段或圓弧段接近零件輪廓時。 這是影響零件加工精度的重要因素之一。 雖然可以通過增加插值節點數來解決,但編程工作量會增加。 (參照新數控切削器故障的檢測和解決方案) ) ) ) ) ) )。


  2 )切削刀尖圓弧誤差:內的孔、外因或端面時,刀尖圓弧不影響其尺寸、形狀,但加工錐面或圓弧時,會受到刀尖圓弧的影響,形成咬邊或咬邊。 這個誤差可以通過測量刀尖的圓弧半徑,采用刀具半徑補償功能來消除誤差。


  3 )測量誤差:主要受測量精度及測量者操作方法的影響,實測尺寸不準確。 這個誤差可以彌補。


  4 )對刀儀誤差:該誤差主要發生在對刀儀中,刀具移動到對刀儀位置時受操作系統進給補償標尺值的影響。 解決辦法是合理選擇進給補償比率。 特別是當刀具接近起點位置時,使用最小擋塊進給補償將刀具準確定位在起點位置。


  5 )機床系統的誤差:是受機床主體影響而產生的幾何公差,該公差一般不可調; 伺服單元、驅動裝置產生的重復定位誤差,主要是系統受機床脈沖當量的大小、均勻度及傳動路徑的影響; 因為這些誤差量小且穩定,所以只應該考慮精密加工的情況。


  2對刀方法


  數控加工對刀儀,其處理好壞直接影響加工零件的精度,也影響數控機床的操作。 對刀儀是指在工件坐標系中,使刀具的刀尖位于起始點(對刀儀),置于數控程序的控制下。 這樣,刀具切削的加工面相對于定位基準具有準確的尺寸關系,保證了零件的加工精度。 在數控加工中,對刀儀的基本方法有測試切割法、對刀儀、ATC對刀儀、自動對刀儀等。


  2.1試切法


  根據數控機床使用的位置檢測裝置不同,試切法分為相對式和絕對式兩種。 基于相對式試切法的對刀儀可以采用三種方法。 一種方法是使用測量器(例如鋼板尺寸等)直接測量,使對刀儀的尺寸一致。 該方法簡便但不準確; 二是刀點與定位塊的工作面一致后,將刀具拉開到對刀儀的尺寸。 該方法的對刀儀的精度取決于刃點與定位塊工作面一致的精度。 第三種方法是先切割工件的加工面,測量工件的尺寸,間接計算對刀儀的尺寸。 這個方法最正確。 絕對值方式的對刀儀需要采用基準刃,通過直接或間接的方法測量其他刀具的刃點與基準刃的偏差,作為其他刀具的設定刃補整值。 以上試切法采用“試切——測量——調整(修正)”的對刀方式,雖然機床占用時間多、效率低,但方法簡單、所需輔助設備少,因此廣泛應用于經濟型低級數控機床。2.2對刀儀


  對刀儀分為機內對刀儀和機外對刀儀。 機內對刀儀是將刀具直接安裝在機床的某個固定位置上,在車床上直接安裝在刀架上,或者通過支架安裝在刀架上。 該方法多用于車削類數控機床。 另一方面,公司外部對刀儀必須通過刀架安裝在刀架上。 (車床)、與刀柄一起,預先在機床外校正,然后將刀安裝在機床上即可使用。 該方法目前主要用于鏜床類數控機床,如加工中心等。 采用對刀儀需要追加對刀儀的輔助設備,成本高,刀具拆裝費時費力,但可以節約機床的對刀時間,提高對刀儀的精度,一般用于對精度有要求的數控機床。


  2.3 ATC對刀儀


  AIC對刀儀是在機床上使用對刀儀顯微鏡自動計算刀具長度的方法。 由于操作對刀儀、操作對刀儀的過程、目視對刀儀,因此對刀儀存在誤差。 與對刀儀相比,只拆裝刀具更簡單。 自動對刀儀是指利用CNC裝置的刀具檢測功能,自動準確地檢測刀具在各坐標方向上的長度,自動修正刀具補償值,并且不停止工件直接加工。 與前一種對刀方法相比,該方法減少了對刀儀的誤差,提高了對刀儀的精度和效率,但需要由對刀儀和部位檢測系統組成的自動對刀系統,而且CNC系統需要刀具自動檢測的輔助功能


  2.4自動預設


  自動對刀儀是利用CNC裝置的刀具檢測自動修正刀具補償值的功能,可自動且準確地檢測刀具在各坐標方向上的長度,并可在工件不停頓的情況下直接加工。 自動對刀儀也稱為刀尖檢口功能:


  在加工中心一次安裝工件后,需要用刀庫內的多個刀具加工工件的多個表面。 為了提高對刀儀的精度、提高效率,一般采用對刀儀、ATC對刀儀、自動對刀儀等方法。 其中,對刀儀一般廣泛應用于中端銑削加工中心。 使用對刀儀時,一般為了決定工件的坐標原點,先將基準心軸對準工件表面,然后選擇對對刀儀方便的面,采用動態對刀方式。


  3加工誤差的原因及對策


  總而言之,對刀儀誤差的原因是:


  (1)采用試切法進行預切時,預切誤差主要由試切工件后的測量誤差和操作中的目視誤差引起。


  2 )使用對刀儀、對刀儀、自動對刀儀時,誤差主要由設備的制造、安裝、測量誤差引起,如果設備使用不當,也可能導致誤差。(3)刀具測量時是靜態進行的,但加工過程是動態的,同時受到切削力和振動外力的影響,因此加工尺寸和預設尺寸不一致。 該誤差的大小由刀具的質量和動態剛度決定。


  4 )對刀儀中經常進行“機床的基準點復位”操作,在此過程中有可能發生零點漂移,產生零點漂移,從而產生對刀誤差。


  5 )機床內部有測量裝置,最小測量單位的大小也與誤差有關。 一般來說,最小測量單位大的測量裝置誤差大,最小測量單位小的測量裝置誤差小。


  減少對刀儀誤差的主要措施是:


  (1)用試切法開刀時,要仔細操作。 對刀儀后,需要根據刀具加工的零件的實際尺寸和編程尺寸的誤差來修正刀具補償值。 另外,還需要考慮機床的重復定位精度對對刀精度的影響,以及對刀點的安裝高度對對刀精度的影響。


  2 )使用儀器烘烤對刀儀時,要注意儀器的制造、安裝、測量精度。 必須掌握使用儀器的正確方法。


  )3)加工中心選擇工具時,請注意工具的質量和動態剛性。


  4 )定期檢查數控加工中心機床的零點漂移情況,注意及時調整機床。


  通過采用試切法和近似值法加工零件,分別用不同的方法加工5個零件。 分別測量其軸向尺寸和一個徑向尺寸(10 ),求出尺寸偏差絕對值的平均值,平均值較大的工作組表示對刀儀誤差較大。


  要求零件的軸向尺寸精度時,請勿使用手動測量的測試對刀儀。 由于測量時的人為誤差難以避免,因此也可以使用系統自動測量那樣的測試對刀儀方法,但也請確認系統的測量精度和應該保證的尺寸精度是否存在。 如果零件的半徑尺寸需要很高,如果不使用近似值法進行預設,則刀具很難準確地與工件的旋轉中心對齊。 但是,該方法在對刀儀部件的軸向尺寸中沒有大的誤差。 因為加工中心對刀儀時的軸向尺寸由系統自動測量,可以避免人為誤差的介入。


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