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滾珠絲杠對數控機床誤差分析

2022-07-20 10:07:54 

滾珠絲杠對數控機床誤差分析

隨著科學技術的進步和數控技術的發展,對機床精度的要求越來越高。誤差研究及其補償技術引起了人們的關注。許多學者在誤差研究方面投入了大量工作,并取得了一定的成果。其中,對滾珠絲杠變形誤差的研究越來越多。例如,國防科技大學蘇時平在博士論文中對滾珠絲杠的進給系統及其微特性進行了深入細致的研究。外國學者研究了滾珠絲杠的高精度、變形、誤差控制和跟蹤。隨著滾珠絲杠應用的推廣和人們對高精度要求的提高,越來越多的學者將進一步研究。
數控機床誤差分析:
誤差源分析
在數控加工過程中,零件的機械加工是通過刀具和零件的相對運動在機床上完成的。在切割過程中,刀具和工件之間必須有相對運動,稱為切割運動。根據切割運動在切割加工中的作用,分為主運動和進給運動。
主運動是指機床提供的主要運動。主運動使刀具與工件相對運動,使刀具前刀面靠近工件,剝離加工余量。在車床上,主運動是機床主軸的旋轉運動,即車削過程中工件的旋轉運動。

進給運動是指機床提供的刀具與工件之間的額外相對運動。進給運動與主運動相結合,可形成完整的切削加工。在普通車床上,進給運動是機床刀架(滑板)的直線運動。它可以是縱向移動(沿機床主軸)或橫向移動(垂直于機床主軸),但只能是一個方向移動。切割外圓時,車刀沿工件軸線(即主軸軸線的方向)進行縱向運動:切割端面時,車刀應沿垂直方向和機床主軸橫向移動。雖然數控車床上進給運動的形式可能不同,但基本原理是一致的。

與普通車床不同,數控車床可以同時向兩個方向進給,從而加工出各種母線復雜的轉體工件。在切割過程中,加工誤差取決于實際加工點與理論加工點的接近程度。典型的數控加工過程系統由機床、刀具、工件、夾具和數控系統五部分組成。工藝系統各部件之間的相互作用完成了零件的加工和制造。同時,各部件之間的功能誤差構成了加工系統誤差的主要來源。

主要誤差如下:
①幾何誤差包括裝配過程中積累的誤差和使用部件不準確造成的誤差,是機床不準確的主要誤差源之一。幾何誤差可能是連續的、滯后的或隨機的。
②多軸協調工作中的運動誤差。例如,旋轉軸和線性運動軸之間的相對運動誤差是造成誤差的主要來源。
③熱變形誤差熱誤差是機床元件因溫度升高而膨脹變形,最終導致工件與刀具之間的相對位移,對精密加工的影響最大,尤其是工件尺寸誤差和形狀誤差的比例。
④切削誤差包括重力負荷、軸加速和機床振動誤差。由于子切削力的作用,機床部件變形,導致工具和工件的相對位置發生變化,最終導致加工誤差。
⑤其他誤差源包括材料不穩定引起的誤差、檢測誤差、刀具磨損誤差、裝夾誤差、環境誤差等。

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