于数控机床加工精度高的误解(原创) 从事CNC机床设计也有一段时候了,发觉不少机械从业人员甚至专业工程技术人员对数控机床的加工精度存在不小的误解,在生产中常能听到这个是用某某数控机床加工出来的,精度如何如何,其实是不科学的,作为专业的技术人员,在下觉得有必要说明下数控的精度是不是真的如传说中那样神忽其神,还是另有隐情。 那么所谓命题就在于数控机床的加工精度好是不是事实。。。在下的愚见是:是事实,但是不完全的事实。 首先,我们要搞清楚何谓精度。通常机械加工上的精度指的主要是四点:1、尺寸公差 2、形状度公差 3、位置度公差 4、表面光洁度(至于其他最大实体尺寸之流其实是近年才出现的概念,可参考本科教材,这些概念,在公差的教学中是提到的,而且他举例时花键的标注是用到这些概念的;但你参看《机械设计课程设计》以及《机械实用设计手册》他在花键的标注中没有使用到这些概念,可见其实他是可用可不用的锦上添花型概念。新手可能觉得奇怪,怎么可能呢?实际上机械中有很多概念都可以互换的,比如说平行度公差,也可以说成两个面同时对和他们垂直的面有处置度公差。) 回到精度问题上,既然现在搞清楚精度的概念,下个问题就是数控机床是否这些精度做的好呢。首先,要搞清楚数控机床的特点。数控机床,其实就是把数控系统(NC)装在机床上,所以叫CNC。我国很多好机床数控化改装的就是把普通机床装上数控装置和饲服系统就改装成功了(当然做的考究点的会加滚珠丝杆,提高下主轴轴承精度啊,但根据偶的经验其实机械部分的精度提高对整床加工精度提高影响不多,因为刀具的影响,这个以后再说)。那么加数控装置和饲服系统提高了什么精度呢?位置度公差!!!对其他公差等级的提高有帮助吗?我研究下来的结果是没有!!!! 这就是我要阐述的第一个观点,那就是CNC机床的核心(也就是人们最神化的)数控装置和饲服系统提高的就是机床加工的位置度公差(其实整个数控机床比普通机床提高的主要也是这个,以后会说到)。因为你想想数字控制提高的是什么,是刀具或则工作台在进给是走的准确度,位置走的准了位置度公差也就提高了。但他能提高其他公差吗?不可能,你位置走准了就能提高表面光洁度吗?没门啊,光洁度是什么保证的,一是刀具,二是机床刚性好,震动下,你装了数控装置和饲服系统能改善他们啊,不能啊,无论数控车床还是镗铣床甚至加工中心是不可能做到磨床的表面光洁度的。 而形状度公差也一样啊,所谓形状度公差就是他这个平面做的平不平,圆做的圆不圆,那时靠工作台的位置准保证的了的吗,不可能啊,他归根结底靠的是你表面做得光洁啊,你想表面不光,平面怎么可能平呢。 至于尺寸公差,那更是没关系拉,高精度的尺寸公差其实就是靠机床机械部分的精度保证的,与电气上的控制(在高精度加工时)没有关系,所以你看一般介绍数控机床的加工精度是0.01mm,也就是统称的1丝,要知道这个公差你仪表车床也能做到,磨床更是随便搞搞啊。 也许有人要质疑,说数控机床主轴部件和主轴支承旋转精度高,刚性好,进给传动采用滚珠丝杆,且通过加预紧力消除方向间隙,所以机械部分精度高。那在下可以告诉你,一、机械部分精度的提高与电器无关,换而言之任何机床这样做都能提高精度何必非数控不可。二、其实这些对机床的光洁度以及形状度公差影响不大,因为精加工,关键是金属切削,而切削的最后一环在于刀具,磨床之所以精度高就在于砂轮和刀具存在本质上的区别,这个区别所造成的质量差异绝不是你提高下传动链精度所能够改观的,就好比再厉害在强壮的老虎能吃的了象吗?不可能,他也是老虎,最多老虎中厉害点,不可能变成象的;也就是说,你数控的车床、镗床甚至加工中心之流是都不可能做出磨床的品质,如光洁度、形状度等等。 说了这么多,恐怕有人要说在下反对先进生产了。不是的,在下写本文是希望各位能了解到什么是数控机床最适宜加工的零件,其实最典型的就是类似变速箱箱体这样有多个孔的孔系类零件,而其中各个孔之间都存在位置度公差关系的零件,而箱体无论是孔还是安装基准面其实它的表面光洁度以及圆度平面度公差要求都不是很高,一般的精铣精镗都可做到,这样就可以发挥数控机床加工位置度公差高的特点,而且由于编程后不需改变,加工效率也很高。反之,某些工件,加工曲线很简单,表面光洁度的要求较高(0.8要上磨床),又没有特殊位置度要求的(如减速箱的轴),就根本没必要上数车,那才叫劳命伤财,得不偿失呢. 工艺是一件复杂而严肃的事情,是科学的事,可是现在不少工艺员知识不多,还不负责任,动则数控机床、加工中心,是的,这些先进的设备是使现在的加工变得方便了许多,许多传统机械中的技术如样板等由于这些技术的出现已不需要了;但事情都有双向性,若一味强调简单而依赖数控,势必造成零件生产成本的高涨,要知道数控的设备价格是很贵的,远超普通设备;数控加工人员的学历一般是专科以上,人力成本也是高的;数控机床的功率及主轴转速远高于普通机床,机床运行的成本也是惊人的。 所以我的意见是,我们生产中做工艺要尽量避免设备使用的成本提高,在同样条件下一定应该选取成本小的加工方法,因为企业是赢利为目的的,那些叫嚣不计成本的是自欺欺人的书呆子看法,是不切实际的。所以切不可把数控当万宝全书,动则加工中心,这样对企业的发展、产品的成熟、市场的推广都是不利的,数控应该实实在在成为生产过程中的一把尖刀(好钢用在刀刃上),而不应该像不少公司那样成了工艺偷懒的代名词或抬高身价的名片,那才是机械业从业者的悲哀。本文是本人原创。。。
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机械加工时,影响加工精度的因素有哪些
(1)原理误差:某些加工方法即存在着误差;(2)机床、夹具、刀具本身的误差;(3)工作、夹具、刀具调整时的误差。2.切削过程中物理因素所产生的误差:(1)切削力和其它力使工艺系统发生变形;(2)切削热和其他热源使工艺系统发生变形。3.切削后出现的误差:(1)工件内应力重新分布而产生的变形...
机械加工原理误差是什么?
加工原理误差的定义:加工原理误差是指在机械加工过程中,由于采用了近似的刀刃轮廓或传动关系,导致的误差。这种误差常见于螺纹、齿轮和复杂曲面等的加工。原理误差的成因:原理误差主要源于加工或计算方法。在很多工科领域,由于存在大量的近似算法,因此原理误差不可避免。例如,在车削模数蜗杆时,由于工件节...
机械加工精度 加工原理误差?
通常机械加工上的精度指的主要是四点:1、尺寸公差 2、形状度公差 3、位置度公差 4、表面光洁度(至于其他最大实体尺寸之流其实是近年才出现的概念,可参考本科教材,这些概念,在公差的教学中是提到的,而且他举例时花键的标注是用到这些概念的;但你参看《机械设计课程设计》以及《机械实用设计...
加工精度影响加工精度的原因
首先,加工原理误差源自对精确轮廓或传动关系的近似使用。如渐开线齿轮加工,因使用阿基米德蜗杆代替,导致齿轮渐开线产生误差。车削模数蜗杆时,由于齿距与π的无理关系,配换齿轮时只能取近似值,形成螺距误差。其次,调整误差源于机床调整的不准确,直接影响加工精度。机床误差主要包括制造、安装和磨损产生的误...
影响加工精度的因素有哪些
加工原理误差是指采用了近似的刀刃轮廓或近似的传动关系进行加工而产生的误差。加工原理误差多出现于螺纹、齿轮、复杂曲面加工中。3、调整误差 机床的调整误差是指由于调整不准确而产生的误差。4、工件内部的残余应力 残余应力的产生:毛胚制造和热处理过程中产生的残余应力;冷校直带来的残余应力;切削加工...
原理误差对零件的加工精度有何影响?
3. 原始误差:工艺系统的原始误差主要有工艺系统的几何误差、定位误差、工艺系统的受力变形引起的加工误差、工艺系统的受热变形引起的加工误差、工件内应力重新分布引起的变形以及原理误差、调整误差、测量误差等。4.研究机械加工精度的方法:分析计算法和统计分析法。二、工艺系统集合误差 1.机床的几何误差:...
什么是原始误差,机械加工工艺系统原始误差来源有哪些
一、原理误差 即加工方法原理上存在的误差。二、原始误差的来源:1、加工前的误差:加工原理误差,机床几何误差,调整误差,刀具夹具制造误差,定位误差。2、加工中的误差:工艺系统受力变形,工艺系统受热变形,磨损误差。3、加工后的误差:度量误差,内应力引起的变形。
机械工程师职称论文两篇(2)
1.1加工精度与加工误差 作业准确程度说的是部件被作业后真实的长宽高等数据和计算中给出的具体数值之间是否相互合理。这两者之间的具体差距被叫做加工误差。文章主要从这两方面加以分析探讨,从而了解机械加工的作业方法及其原理。 1.2 原始误差 因为加工的各种模具与部件相互作用形成一个整体,统称工艺系统。这些因素都是非...
影响加工精度的原因都有哪些?
影响加工精度的原因:1.系统的几何误差:加工原理误差是由于采用了近似的加工运动方式或者近似的刀具轮廓而产生的误差,因在加工原理上存在误差,故称加工原理误差。机床的制造误差、安装误差以及使用中的磨损,都直接影响工件的加工精度。其中主要是机床主轴回转运动、机床导轨直线运动和机床传动链的误差。刀具...
机械加工小知识:零件的加工误差和公差
位置误差,涉及到零件表面、轴线或对称平面之间的对齐问题,如同轴度和位置度,确保它们在空间中的正确位置。最后,表面微观不平度,是通过表面粗糙度参数来衡量,它反映了加工后的精细程度,越小的数值意味着越高的加工精度。这些误差的产生,源自工艺系统中的各种因素,包括加工方法的原理误差、装卡定位...