平常加工零件的时候经常会遇到精度的问题。本人从事机械设计有5年以上的时间了,遇到这样的关于精度的问题也很多。大多数情况下都是不求甚解,项目过去就算完了,没有花费精力和时间去整理总结。
经常会有一些加工厂说我们机床的精度很高,能达到1微米,或者说能到到IT3的等级。下面问题来了,机床的精度和我们要加工零件的精度有什么不同,如果没有不同,是不是机床的精度能达到1微米,那么这台机床加工出来的零件的精度就能到达1微米呢?
现在我就带着问题讨论一下这个精度的概念。只是讨论,所发表的内容只是本人工作过程中的经验总结和对加工行业认识的总结,有可能得出错误的结论,希望大家批评指正。
先举例子说问题:
工厂会根据图纸要求选择不同的加工方式,就拿钻孔来说,普通钻床的加工精度是IT10,意思是钻床加工精度最高是IT10,即这台钻床的最高理论加工精度,也就是说这台钻床加工出来零件的最高尺寸精度。加工出来的精度不单单是和机床本身的加工精度有关,还和操作者的水平、加工刀具的使用,夹具的使用,使用环境,零件的加工工艺有关。比如加工一个100x100mm的零件,没有必要把他的每一个尺寸的精度都是0001mm,这样的话,即便是机床的加工精度没有问题,整个加工工艺会差别很大,加工成本会高很多,对一些关键性的配合尺寸我们设计过程中可以给以高的精度,对于外观面和非配合尺寸没有必要给高精度,直接一个大点的刀,大点的吃刀量,快点的进给速度,很快就能加工完,在精度要求高的尺寸处,可以给小刀,减少吃刀量,多次切削,多次测量,多次对刀,从而保证加工精度。
类比一个例子:游标卡尺,普通的游标卡尺的精度是002mm,这是能看到的,每个刻度都是002mm,我们也可以说他的测量精度是002mm,严谨的说他的最高测量精度是002mm。因为同一个尺子,在不同的人使用的情况下精度可能是003mm,比如握持方式不对,读书方式不对,测量方法不科学等等都有可能导致测量数据的不同。
另外在这里加深一下精度和公差的概念
比如我们说的60H7,这个孔的尺寸,他的直径是60mm,公差带代号是H,公差等级是IT7,
注意上面这个尺寸的三个条件,公称尺寸,公差带代号,公差等级,只有这三个条件都得到了,我们才能确定这个公差带位置。之前在有的工程图纸的技术要求里面总是看到这样的表述:未注公差按照IT10级加工,其实这种表述是错误的,我怎么按照IT10加工,你又没给公差带代号。我不知道这个是不是老的标准,反正现在这样标注是错误的。国家已经给出未注公差标准是GB/T1804-2000。
下面这个表格摘自机械手册,表头说的很明白即各种加工方法能达到的公差等级。
备注:关于加工精度、加工方法的选择在机械设计手册第一册公差与配合的章节里面。
≤0002。机床主轴精度的精度决定了所加工工件的精度,范围是≤0002。机床是指制造机器的机器,亦称工作母机或工具机,习惯上简称机床,一般分为金属切削机床、锻压机床和木工机床等。现代机械制造中加工机械零件的方法很多:除切削加工外,还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等,但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件,一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。
①单项切削精度检验包括:直线切削精度、平面切削精度、圆弧的圆度、圆柱度、尾座套筒轴线对溜板移动的平行度、螺纹检测等
②综合试件检验:根据单项切削精度检验的内容,设计一个具有包括大部分单项切削内容的工件进行试切加工,来确定机床的切削精度。
数控机床的定位精度是指机床各坐标轴在数控装置控制下运动所能达到的位置精度,属于静态精度,反映的是机床的原始精度。定位精度与机床的几何精度一样,会对机床切削精度产生重要影响,特别会影响到孔隙加工时的孔距误差。数控机床的定位精度又可以理解为机床的运动精度。普通机床由手动进给,定位精度主要决定于读数误差,而数控机床的移动是靠数字程序指令实现的,故定位精度决定于数控系统和机械传动误差。机床各运动部件的运动是在数控装置的控制下完成的,各运动部件在程序指令控制下所能达到的精度直接反映加工零件所能达到的精度,所以,定位精度是一项很重要的检测内容。
通俗来讲
定位精度就是程序指定移动量与实际移动量之间的误差。
比如:程序输入X轴正方形移动50mm 实际测量移动量是4995 这个定位精度就是 005/50
重复定位精度就是 每次前进和退回 是不是停留在同一个点上。
比如:当前测量X轴位置表显示50mm
程序给定指令正方向进给50mm,表显示可能是9905mm (因为有误差)
然后程序给定指定负方向进给50mm,此时如果没有误差的话应该是50mm,但是因为重复定位误差,这时候表可能显示5005mm或者4995mm 此时的重复定位精度就是 005/50
回答完毕。
一般好点的车床车削加工最高可做6级公差带的产品。
数控机床加工精度高的误解:
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
一、教学
(1)中是提到的,而且举例时花键的标注是用到这些概念的;但参看《机械设计课程设计》以及《机械实用设计手册》在花键的标注中没有使用到这些概念,可见其实是可用可不用的锦上添花型概念。
(2)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。
(3)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,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)。
(4)看一台机床水平的高低,要看它的重复定位精度,一台机床的重复定位精度如果能达到0005mm(ISO标准、统计法),就是一台高精度机床,在0005mm(ISO标准、统计法)以下,就是超高精度机床,高精度的机床,要有最好的轴承、丝杠。
(5)谈到数控机床的“精度”时,务必要弄清标准、指标的定义及计算方法。
(6)日本机床生产商标定“精度”时,通常采用JISB6201或JISB6336或JISB6338标准。JISB6201一般用于通用机床和普通数控机床,JISB6336一般用于加工中心,JISB6338则一般用于立式加工中心。上述三种标准在定义位置精度时基本相同,文中仅以JIS B6336作为例子,因为一方面该标准较新,另一方面相对于其它两种标准来说,它要稍稍精确一些。
(7)欧洲机床生产商,特别是德国厂家,一般采用VDI/DGQ3441标准。
(8)美国机床生产商通常采用NMTBA(National Machine Tool Builder's Assn)标准(该标准源于美国机床制造协会的一项研究,颁布于1968年,后经修改)。
(9)上面所提到的这些标准,都与ISO标准相关联。
(9)加工中心加工典型件的尺寸精度和形位精度为例对比国内外的水平,国内大致为0008~0010mm,而国际先进水平为0002~0003mm。
(10)我国机床制造业的发展虽有起伏,但对数控技术和数控机床一直给予较大的关注,已具有较强的市场竞争力。但在中、高档数控机床方面,与国外一些先进产品与技术发展,仍存在较大差距,大部分处于技术跟踪阶段。
(11)超精密加工目前是指尺寸和位置精度为001~03μm,形状和轮廓精度为0003~01μm,表面粗糙度钢件Ra≤005μm、铜件Ra≤001μm。国内研制的超精密数控车床、数控铣床已投入生产使用。当前在品种上需发展超精密磨床和超精密复合加工机床,同时要进一步提升超精密主轴单元、超精密导轨副单元、超精密平稳驱动系统、超精密轮廓控制技术及纳米级分辨率数控系统的性能并加快其工程化。
(12)超精密机床主要用于解决国内高新技术和国防关键产品的超精密加工,虽然需求量不很大,但它是一项受国外技术封锁的敏感技术。另一方面,超精密加工技术的深化研究,它的成果的下延将有助于需要量大的加工精度在亚微米级的高精密机床的研发和产业化。
数控机床能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,控制机床的动作,按图纸要求的形状和尺寸,自动地将零件加工出来,较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题。制造业中的质量目标在于将零件的生产与设计要求保持一致,坐标是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一,下面简单介绍下机床测量精度的方法有哪些:
1、合理的测量精度
首要的是精度指标应满足要求。选用三坐标时可根据被测工件要求的检测精度与给定的测量不确定度相对比,尤其重要的是重复精度必须满足要求,因为系统误差可以通过一定方法补偿,而重复精度是由数控机床本身决定的。好的坐标测量系统不仅要精度高,更重要的是精度能够保持稳定。
2、合理测量范围
测量范围是选择时的基本参数。选择测量范围时,应考虑以下三个方面。
(1)工件所需测量的部分,不一定是整个工件。如要测量的部位位于工件的某个局部,除了测量范围要能覆盖被测部位之外,还要考虑整个工件能否在机台上安置。一般应根据工件大小选择测量范围。
(2)行程与空间高度的关系。另外要考虑加装上测头系统后所能测量的空间。
(3)测杆变化问题。有的测头上有星形探针,这些三坐标探针在测量时往往要超出工件的被测部分,因此测量范围等于工件被测的最大尺寸再加上两倍的探针长度。
3、合适的数控机床类型
数控机床按自动化程度分为手动与自动两大类。选用时,应根据检测对象的批量大小、自动化程度、产品特点及使用频率和效率来权衡。
4、功能齐全的测座系统
测座系统是数控机床上重要的测量部件。它不仅直接影响测量精度,也是决定数控机床功能和测量效率的重要因素。有自动和手动测座系统,一般根据产品的实际测量要求来确定。
5、控制系统
控制系统一般不为大家所关注,但在坐标测量系统中具有非常重要的中枢控制作用,其好坏决定着整个系统的功能及运动特性。数据的传输也影响到测量系统的效率及稳定性。
就是机床本身就存在有精度误差。之所以有精度误差是因为机床的机床存在导轨误差、工作台误差和夹具等等的误差。在国内机床一般数控机床有一到三个丝的误差。不过误差都在允许的范围之内。这样的机床高精度的零件就生产不了。
以上就是关于关于机床的加工精度全部的内容,包括:关于机床的加工精度、机床主轴精度范围、数控机床精度检验包括哪些内容等相关内容解答,如果想了解更多相关内容,可以关注我们,你们的支持是我们更新的动力!