数控立式加工中心影响精度的因素

数控立式加工中心影响精度的因素

一般立式加工中心都配置有刀库及自动换刀装置，可以实现包括复杂曲面工件在内的各类型工件的复合、集中加工过程。可以实现在单台加工设备上一次集中完成铣、钻、镗、铰、攻等多种工序的精密加工。一般加工精度可达到0.01mm甚至更高。主轴作为和工件直接作用的机床部件，对工件加工的影响和机床精度的保持性影响至关重要的。在实际加工时，主轴组件中存在各种误差因素影响加工精度。具体的表现形式是：当轴向误差和角度误差同时出现时，对于主轴来讲就出现了端面跳动；当径向误差和角度误差同时出现时，主轴就会出现径向跳动。这两种误差的出现对工件的加工精度的影响是非常大的。造成这两种误差的原因主要有采用的轴承误差造成的影响、与轴承配合的零件误差造成的影响、主轴转速的影响等几个方面的因素：

立式加工中心的主轴转速一般都较高，但是随着主轴转速的不断增加，特别是达到急速时，各种随机振动以及回转轴线的不稳定性也随着增大，当超出主轴的耐疲劳强度时zui终导致主轴回转误差产生不可可逆的增大，影响机床的加工精度。

比如在以滑动轴承结构为主轴的车床上车削外圆时，切削力F的作用方向可以认为基本上是时不变的。在切削力F的作用下，主轴颈与轴承内径的固定部分接触，主轴颈的圆度误差对主轴径向旋转精度影响较大，而轴承内径的圆度误差对主轴径向旋转精度影响较小。在镗床上镗孔时，切削力f的方向随主轴的转动而转动，在切削力f的作用下，主轴始终以其轴颈的固定部分与轴承内表面的不同部位接触。因此，轴承内表面的圆度误差对主轴径向旋转精度影响较大，而主轴颈的圆度误差影响较小。

不同的数控立式加工中心加工方法，由主轴旋转误差引起的加工误差不同。在数控立式加工中心加工外圆和内孔时，主轴径向旋转误差会引起工件的圆度和圆柱度误差，但对工件端面没有直接影响。主轴的轴向旋转误差对外圆和内孔的加工影响不大，但对加工端面的垂直度和平整度影响很大。车削螺纹时，主轴方向的旋转误差会导致加工螺纹的导程出现周期性误差。适当提高主轴和箱体的制造精度，选择高精度轴承，提高主轴部件的装配精度，平衡高速主轴部件，预紧滚动轴承等。都可以提高机床主轴的旋转精度。

其次，导轨误差是确定机床上各机床部件相对位置关系的基准，也是机床运动的基准。车床导轨的精度要求主要包括以下三个方面:水平面直线度、垂直面直线度和前后导轨的平行度(畸变)。

除了导轨本身的制造误差外，导轨的不均匀磨损和安装质量也是造成导轨误差的重要因素。导轨磨损是机床精度下降的主要原因之一。另外还有传动链误差，是指传动链两端传动元件之间的相对运动误差，一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。

值得一提的是，刀具的几何误差对数控立式加工中心加工精度也有很大的影响，刀具误差对数控立式加工中心加工精度的影响因刀具类型的不同而不同。使用定尺寸刀具形成生成刀具时，刀具的制造误差将直接影响工件的加工精度。但是，对于一般的刀具(如车刀等。)，制造误差对工件加工精度没有直接影响。

在切削过程中，任何刀具都不可避免地会磨损，从而引起工件尺寸和形状的变化。正确选择刀具材料和新型耐磨刀具材料，合理选择刀具几何参数和切削参数，正确刃磨刀具，正确使用冷却液，可以有效降低刀具的尺寸磨损。如有必要，补偿装置可用于自动补偿刀具尺寸磨损。

之后，夹具的几何误差也会影响机床的精度。夹具的作用是使工件等于刀具，机床有正确的位置，所以夹具的制造误差对工件的数控立式加工中心精度(尤其是位置精度)有很大的影响。