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摘 要:加工中心加工的产品主要适用于加工大型和形状复杂的工件,还有很高的精度要求。从加工的工件报告中主要关注加工的圆度、同心度、直径、位置度[1],而对于机床维护而言最需关注的则是圆度和同心度。报告出现不合格的情况分为单一公差超差和多项公差超差两种,先对报告中的这四项公差要求进行单一问题的逐个分析。
关键词:加工中心;同心度;直径;圆度;位置度
1同心度
同心度的影响因素较多,具体的影响结果主要是以下两个方面:1.测头测量(或装夹盘表);2.工件装夹变形。
机床对同心度了影响极大概率是因测头的测量,若没有测头则需要关注工件装夹时的盘表情况。当机床同心度超差时,首先应检查测头测针的回转(应保证在0.005mm以内),其次进行测头的标定检查及校准。
若测头检查无问题,可查看加工报告中的校表带图形,看是否变形,校表带的圆度超过0.03mm且出现明显的变形,则说明工件已经变形,需要在后面的加工中注意装夹情况。
2直径
直径的变化,是因为温度变化导致的,可能是机床温度变化造成,也有可能是工件温度变化造成的,通常情况下机床温度变化造成的直径变化是一个缓慢变化的过程[2]。
2.1若直径变化量突然出现很大(24H小时内变化量超过0.05mm)的情况,多数是因为工件加工前后温度变化量太大以及其他的一些偶发情况。
2.2若机床直径稳定变化且变化量不大(变化量在0.05mm以内)的情况下,根据工件加工报告修改加工程序中的直径,该方式最为快速有效,可以省去过多调整机床的时间;
2.3若加工直径累积变化量过大,则需要通过调整轴的零点参数。必要时需检查相应的伺服螺补情况,或需重新进行激光补偿,甚至需要重新检查光栅尺情况,一般在机床未进行光栅尺维修的情况下不建议调整光栅尺。
3圆度
圆度的问题多数为设备问题,当出现圆度问题超差时,应先采用最常用的检测手段——球杆仪进行检查机床的相应两伺服轴平面的圆度情况[3]。通过球杆仪的检查可以直观的反映出机床的问题所在,经常调节的问题主要是比例不匹配和两轴垂直度,以下是常见球杆仪检查后的数据分析情况:
3.1比例不匹配(轴线椭圆)
右图是轴线椭圆,遇到轴线椭圆时需要根据加工报告中的直径大小,对机床做相应伺服轴的激光螺距补偿[3]。
3.2垂直度(象限椭圆)
图中两个方向的椭圆情况真实反映出机床相关伺服轴的垂直度状况,利用球杆仪检查发现机床垂直度情况超差时,需要根据方尺检查来调整机床对应联动两轴的垂直度[3]。
3.3反向间隙
当球杆仪检查评价出伺服轴存在反向间隙过大时,可通过激光干涉仪或利用千分表对相应轴检测并进行反向间隙检查并做参数补偿。
3.4其他伺服参数上的问题。在球杆仪检查出其他伺服参数,如伺服不匹配、反向跃冲、直线度等则应先检查相关伺服轴的传动情况。根据检查的情况综合决定是否需要进行参数上的修正。
还有一种特殊情况,当球杆仪检查机床的圆度無问题时,但是加工出来的结果与球杆仪检查的圆度相差太多,这种情况就需要检查机床工作台的水平情况,通常这种情况下工作台的水平会相差很多,这时就需要将机床的静态几何精度从水平开始进行检查、调整。
4位置度
位置度是同心度、圆度和直径的影响叠加造成的,以上三项任何一项超差都有可能造成位置度超差。这就需要对前三项进行逐个解决,正常情况下前三项都能够在公差范围的中差范围内则位置度肯定不会有问题。所以说为了保证机床的位置度,在维修机床时候一定要尽量保证机床的圆度、同心度控制在比中差更好的范围内。
若机床处于一个开放的加工车间内,受外界温度变化较大时,在季节变换过程中容易出现加工不稳定的情况,这时就需要在季节变换时关注机床的加工情况,并根据实际情况进行分析、快速处理。
以上加工问题分析是根据多年的加工报告分析以及实践得出,目前机床出现加工问题时可以通过以上的方法快速有效的检查、调整。
参考文献:
[1]张良.数控机床精度检测 [M]. 2020.浙江科学技术出版社
[2]乐为.数控机床维修技术 [M].2018.西安电子科技大学出版社
[3] Renishaw?. Renishaw Ballbar Help [CD/OL] .1999 - 2009 .Renishaw?
关键词:加工中心;同心度;直径;圆度;位置度
1同心度
同心度的影响因素较多,具体的影响结果主要是以下两个方面:1.测头测量(或装夹盘表);2.工件装夹变形。
机床对同心度了影响极大概率是因测头的测量,若没有测头则需要关注工件装夹时的盘表情况。当机床同心度超差时,首先应检查测头测针的回转(应保证在0.005mm以内),其次进行测头的标定检查及校准。
若测头检查无问题,可查看加工报告中的校表带图形,看是否变形,校表带的圆度超过0.03mm且出现明显的变形,则说明工件已经变形,需要在后面的加工中注意装夹情况。
2直径
直径的变化,是因为温度变化导致的,可能是机床温度变化造成,也有可能是工件温度变化造成的,通常情况下机床温度变化造成的直径变化是一个缓慢变化的过程[2]。
2.1若直径变化量突然出现很大(24H小时内变化量超过0.05mm)的情况,多数是因为工件加工前后温度变化量太大以及其他的一些偶发情况。
2.2若机床直径稳定变化且变化量不大(变化量在0.05mm以内)的情况下,根据工件加工报告修改加工程序中的直径,该方式最为快速有效,可以省去过多调整机床的时间;
2.3若加工直径累积变化量过大,则需要通过调整轴的零点参数。必要时需检查相应的伺服螺补情况,或需重新进行激光补偿,甚至需要重新检查光栅尺情况,一般在机床未进行光栅尺维修的情况下不建议调整光栅尺。
3圆度
圆度的问题多数为设备问题,当出现圆度问题超差时,应先采用最常用的检测手段——球杆仪进行检查机床的相应两伺服轴平面的圆度情况[3]。通过球杆仪的检查可以直观的反映出机床的问题所在,经常调节的问题主要是比例不匹配和两轴垂直度,以下是常见球杆仪检查后的数据分析情况:
3.1比例不匹配(轴线椭圆)
右图是轴线椭圆,遇到轴线椭圆时需要根据加工报告中的直径大小,对机床做相应伺服轴的激光螺距补偿[3]。
3.2垂直度(象限椭圆)
图中两个方向的椭圆情况真实反映出机床相关伺服轴的垂直度状况,利用球杆仪检查发现机床垂直度情况超差时,需要根据方尺检查来调整机床对应联动两轴的垂直度[3]。
3.3反向间隙
当球杆仪检查评价出伺服轴存在反向间隙过大时,可通过激光干涉仪或利用千分表对相应轴检测并进行反向间隙检查并做参数补偿。
3.4其他伺服参数上的问题。在球杆仪检查出其他伺服参数,如伺服不匹配、反向跃冲、直线度等则应先检查相关伺服轴的传动情况。根据检查的情况综合决定是否需要进行参数上的修正。
还有一种特殊情况,当球杆仪检查机床的圆度無问题时,但是加工出来的结果与球杆仪检查的圆度相差太多,这种情况就需要检查机床工作台的水平情况,通常这种情况下工作台的水平会相差很多,这时就需要将机床的静态几何精度从水平开始进行检查、调整。
4位置度
位置度是同心度、圆度和直径的影响叠加造成的,以上三项任何一项超差都有可能造成位置度超差。这就需要对前三项进行逐个解决,正常情况下前三项都能够在公差范围的中差范围内则位置度肯定不会有问题。所以说为了保证机床的位置度,在维修机床时候一定要尽量保证机床的圆度、同心度控制在比中差更好的范围内。
若机床处于一个开放的加工车间内,受外界温度变化较大时,在季节变换过程中容易出现加工不稳定的情况,这时就需要在季节变换时关注机床的加工情况,并根据实际情况进行分析、快速处理。
以上加工问题分析是根据多年的加工报告分析以及实践得出,目前机床出现加工问题时可以通过以上的方法快速有效的检查、调整。
参考文献:
[1]张良.数控机床精度检测 [M]. 2020.浙江科学技术出版社
[2]乐为.数控机床维修技术 [M].2018.西安电子科技大学出版社
[3] Renishaw?. Renishaw Ballbar Help [CD/OL] .1999 - 2009 .Renishaw?