操作数控龙门双侧铣时,如何保证加工精度?
1. 机床安装与调试阶段
基础安装要求
数控龙门双侧铣应安装在坚固、平整的基础上,基础的承载能力要足够,避免机床在加工过程中因基础不稳而产生振动。通常需要根据机床的重量、尺寸以及加工时的动态载荷,设计专门的混凝土基础,并保证基础的平整度在规定范围内,例如每米长度内的平整度误差不超过0.02mm。
安装时要注意机床的水平度调整,使用高精度的水平仪在机床的工作台、龙门架等关键部位进行测量,通过调整地脚螺栓,使机床的水平度达到最佳状态。水平度误差一般要求控制在0.04mm/m以内,这有助于保证机床各部件之间的相对位置精度。
几何精度调试
完成安装后,需要对机床的几何精度进行调试。这包括检查龙门架的直线度、工作台的平面度、各轴的垂直度和平行度等。例如,使用激光干涉仪可以精确测量各轴的运动精度,通过调整机床的导轨、丝杠等部件,使机床的几何精度符合出厂标准。龙门架的直线度误差一般应控制在0.03mm/全长以内,各轴之间的垂直度误差不超过0.02mm/300mm。
2. 工件装夹过程
合理选择夹具
根据工件的形状、尺寸和加工要求,选择合适的夹具。对于形状规则的工件,如矩形或圆形板材,可使用平口钳、压板等夹具;对于复杂形状或异形工件,可能需要定制专用夹具。夹具的精度要高,其定位面的平面度和垂直度应满足加工精度要求,例如平口钳的钳口平面度误差不超过0.01mm。
夹具的夹紧力要适中,既要保证工件在加工过程中不发生位移,又要避免因夹紧力过大而导致工件变形。对于薄壁或高精度工件,可以采用液压夹具或气动夹具,通过精确控制夹紧力来防止工件变形。
精确装夹工件
在装夹工件时,要确保工件的定位准确。使用百分表或千分表对工件进行找正,将工件的基准面与机床的坐标轴对齐。例如,在加工平面时,要保证工件的平面与工作台平面平行,误差控制在允许范围内,如平行度误差不超过0.02mm。
对于需要多次装夹的工件,每次装夹的位置精度要高,可通过设置定位销或定位键等方式,保证工件在不同装夹过程中的位置一致性,减少累积误差。
3. 刀具选择与安装
刀具精度选择
选择高精度的刀具,刀具的尺寸精度、形状精度和刃口质量直接影响加工精度。例如,铣刀的直径公差一般应控制在±0.01mm以内,刃口的表面粗糙度Ra值不超过0.8μm。对于高精度加工,可能需要使用超硬材料刀具,如立方氮化硼(CBN)或聚晶金刚石(PCD)刀具,以保证刀具的耐磨性和切削刃的稳定性。
正确安装刀具
刀具的安装要牢固,使用合适的刀柄和夹紧装置,按照规定的扭矩拧紧刀具。刀具的安装偏心或松动会导致加工精度下降,甚至损坏刀具和机床。在安装刀具后,要检查刀具的径向跳动和轴向窜动,一般径向跳动不超过0.01mm,轴向窜动不超过0.005mm。可使用百分表等工具进行测量和调整。
4. 编程与参数设置
精确编程
编程时要精确规划刀具路径,根据工件的几何形状和加工精度要求,合理选择加工方式,如顺铣或逆铣。顺铣通常能获得较好的加工表面质量,但在某些情况下,逆铣可能更适合。对于轮廓加工,要采用合适的拟合算法,减少刀具路径的误差。例如,在加工复杂曲线时,使用圆弧插补或样条插补方式,使刀具轨迹更接近理论曲线,误差控制在设计精度范围内。
切削参数优化
合理设置切削参数,包括切削速度、进给速度和切削深度。切削参数的选择要综合考虑工件材料、刀具材料、机床性能等因素。过高的切削速度或进给速度可能会导致刀具磨损加剧、机床振动,从而影响加工精度;而过低的切削参数则会降低加工效率。根据经验公式和加工试验,确定合适的切削参数,例如在加工钢件时,切削速度可设置为100200m/min,进给速度为0.10.3mm/z(每齿进给量),切削深度根据工件余量和机床功率适当调整。
5. 加工过程监控与调整
实时监控机床状态
在加工过程中,要密切观察机床的运行情况,包括各轴的运动状态、主轴的转速和负载、切削声音等。通过机床的监控系统或传感器,实时获取机床的状态数据。例如,当机床的振动超过一定阈值时,可能表示刀具磨损或切削参数不合理,需要及时调整。
尺寸精度检测与补偿
定期对加工后的工件进行尺寸精度检测,使用量具如卡尺、千分尺、三坐标测量仪等。如果发现尺寸偏差,及时对数控系统中的刀具补偿参数进行调整。例如,当加工后的尺寸偏大时,可以通过减小刀具半径补偿值来修正;当长度方向尺寸偏差时,可以调整刀具长度补偿参数。检测的频率根据加工精度要求和工件的复杂程度而定,对于高精度工件,可能每加工几个零件就要进行一次检测。
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