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2017-02-16
小型数控铣床自身间隙造成的加工超差原因及解决措施

  小型数控铣床自身间隙造成的加工超差原因及解决措施
  从结构组成上来说,小型数控铣床是一种配置有电子控制装置和高精度进给系统的新型加工设备。它是高度机电一体化的加工机床。相对传统加工设备,该类型机床具有较高的自动化加工能力,可以在单台设备上通过更换不同的加工刀具,一次完成铣、钻、镗、铰、攻等多种复杂工序。基本上可以实现一机多用的复合型集中加工能力。
  更为重要的是,这种加工机床在控制系统的控制下,通过系统插补功能和多轴联动运动功能。可以对包括球面、曲面等各种工件进行高精、高效的自动化加工。由于全程无需一线加工人员实际操控机床,因而加工精度很高,可最大程度的保证工件加工尺寸的一致性,也就是互换性较高。不过,由于机床自身出现问题也会造成工件加工超差。本文就简单介绍一下,小型数控铣床自身间隙造成的加工超差原因及其解决措施,希望能给一线加工人员有所帮助。
  一、机床间隙产生的原因
  我们知道,影响小型数控铣床加工质量的因素很多,其中机床间隙是其中不可忽视的一个因素。该机床的进给系统传动效率高、摩擦阻力小、传动刚度高,但是在长期使用后,由于保养或者自然磨损等原因都会产生一定量的间隙。及时发现间隙,并对其采取有效的方式进行消除和补偿,才能够最大限度的保证加工精度、提高加工质量。
  一般来说,小型数控铣床的运动是由进给系统来完成,它包括主传动系统和进给传动系统。其中,主传动系统主要由主轴、主轴电机以及两者之间的传动部件组成,这一系统通过提供不同的主轴转速,来切除工件多余的材料。而进给传动系统是由工作台、进给伺服电机和以及两者间的传动、联接或支承部件组成,这个系统在各个坐标轴的实现进给运动,从而控制工件的加工尺寸和形状。
  无论上述两套传动系统哪套出现问题,都会直接导致小型数控铣床间隙的出现,具体来说包括:传动中齿轮之间、丝杠和丝杠副之间、高速主轴与轴承之间、联轴器与丝杠之间以及导轨与导轨副之间等,都会因疲劳或者长时间使用等原因出现间隙。这些间隙都会造成工件加工精度的不理想以及超差。
  二、应对间隙的主要措施
  前面我们说过,传动系统是造成机床间隙的主要部位,而这种间隙是不可避免的。当小型数控铣床正常加工时出现加工超差时,我们应首先检查机床的间隙。根据间隙产生部位的不同我们可以采取调节和补偿两种措施。
  1、通过调节消除间隙的措施
  一般情况下,小型数控铣床的滚珠丝杠采用双螺母形式,通过双螺母垫片可以有效调节丝杠的间隙。选择恰当厚度的垫片,在用螺钉上紧左、右螺母,左、右螺母在轴向上产生的相对位移会使螺母上螺旋槽的导程错位于丝杆上螺旋槽的导程,这样螺母螺旋槽的各个侧面就会紧压在滚珠上,滚珠的其它侧面也会紧压在丝杆螺旋槽上,这样在加工传动时向任意方向旋转都不会产生间隙,在滚珠、螺母和丝杆之间施加的压力可有效消除间隙产生的可能。
  2、通过系统补偿消除间隙的措施
  小型数控铣床自身配置的CNC数控系统都有间隙补偿功能,对于难于调整的部件出现的间隙可以通过这种方式予以消除。其基本原理是通过控制系统的系统参数设置来补偿实际测量的反向间隙误差值。应先测量出运动轴的间隙误差值,然后在控制面板上输入到控制单元中,这样在铣床走刀时先在预定的方向反向走刀,将间隙值提前走出,然后再走预设的数值,这样机床间隙就可以得到很好的消除。

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