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數(shù)控車床的8步選型法之第四步
閱讀：1616 發(fā)布時(shí)間：2014-11-25
數(shù)控車床的8步選型法之第四步，我們來說說數(shù)控機(jī)機(jī)床精度的選擇應(yīng)該如何選擇。
典型零件的關(guān)鍵部位加工精度要求決定了選擇數(shù)控機(jī)床的精度等級。數(shù)控機(jī)床根據(jù)用途又分為簡易型、全功能型、超精密型等，其能達(dá)到的精度也是各不一樣的。簡易型目前還用于一部分車床和銑床，其zui小運(yùn)動(dòng)分辯率為0.01mm，運(yùn)動(dòng)精度和加工精度都在（0.03～0.05）mm以上。超精密型用于特殊加工，其精度可達(dá)0.001mm以下。這里主要討論應(yīng)用zui多的全功能數(shù)控機(jī)床（以加工中心為主）。
按精度可分為普通型和精密型，一般數(shù)控機(jī)床精度檢驗(yàn)項(xiàng)目都有20～30項(xiàng)，但其zui有特征項(xiàng)目是：單軸定位精度、單軸重復(fù)定位精度和兩軸以上聯(lián)動(dòng)加工出試件的圓度。
定位精度和重復(fù)定位精度綜合反映了該軸各運(yùn)動(dòng)部件的綜合精度。尤其是重復(fù)定位精度，它反映了該軸在行程內(nèi)任意定位點(diǎn)的定位穩(wěn)定性，這是衡量該軸能否穩(wěn)定可靠工作的基本指標(biāo)。目前數(shù)控系統(tǒng)中軟件都有豐富的誤差補(bǔ)償功能，能對進(jìn)給傳動(dòng)鏈上各環(huán)節(jié)系統(tǒng)誤差進(jìn)行穩(wěn)定的補(bǔ)償。例如，傳動(dòng)鏈各環(huán)節(jié)的間隙、彈性變形和接觸剛度等變化因素，它們往往隨著工作臺的負(fù)載大小、移動(dòng)距離長短、移動(dòng)定位速度的快慢等反映出不同的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)量。在一些開環(huán)和半閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)中，測量元件以后的機(jī)械驅(qū)動(dòng)元件，受各種偶然因素影響，也有相當(dāng)大的隨機(jī)誤差影響，如滾珠絲杠熱伸長引起的工作臺實(shí)際定位位置漂移等?？傊?，如果能選擇，那么就選重復(fù)定位精度的設(shè)備！
銑削圓柱面精度或銑削空間螺旋槽（螺紋）是綜合評價(jià)該機(jī)床有關(guān)數(shù)控軸（兩軸或三軸）伺服跟隨運(yùn)動(dòng)特性和數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)功能的指標(biāo)，判斷方法是測量加工出圓柱面的圓度。在數(shù)控機(jī)床試切件中還有銑斜方形四邊加工法，也可判斷兩個(gè)可控軸在直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)時(shí)的精度。在做這項(xiàng)試切時(shí)，把用于精加工的立銑刀裝到機(jī)床主軸上，銑削放置在工作臺上的圓形試件，對中小型機(jī)床圓形試件一般取在Ф200～Ф300，然后把切完的試件放到圓度儀上，測出其加工表面的圓度。銑出圓柱面上有明顯銑刀振紋反映該機(jī)床插補(bǔ)速度不穩(wěn)定；銑出的圓度有明顯橢圓誤差，反映插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)可控軸系統(tǒng)增益不匹配；在圓形表面上每一可控軸運(yùn)動(dòng)換方向的點(diǎn)位上有停刀點(diǎn)痕跡（在連續(xù)切削運(yùn)動(dòng)中，在某一位置停止進(jìn)給運(yùn)動(dòng)刀具就會在加工表面上形成一小段多切去金屬的痕跡）時(shí)，反映該軸正反向間隙未調(diào)整好。
單軸定位精度是指在該軸行程內(nèi)任意一個(gè)點(diǎn)定位時(shí)的誤差范圍，它可以直接反映了機(jī)床的加工精度能力，所以是數(shù)控機(jī)床zui關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。目前*各國對這指標(biāo)的規(guī)定、定義、測量方法和數(shù)據(jù)處理等有所不同，在各類數(shù)控機(jī)床樣本資料介紹中，常用的標(biāo)準(zhǔn)有美國標(biāo)準(zhǔn)（NAS）和美國機(jī)床制造商協(xié)會推薦標(biāo)準(zhǔn)、德國標(biāo)準(zhǔn)（VDI）、日本標(biāo)準(zhǔn)（JIS）、標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）和我國國家標(biāo)準(zhǔn)（GB）。在這些標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定zui低的是日本標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗臏y量方法是使用單組穩(wěn)定數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，然后又取出用±值把誤差值壓縮一半，所以用它的測量方法測出的定位精度往往比用其他標(biāo)準(zhǔn)測出的相差一倍以上。
另外幾種標(biāo)準(zhǔn)盡管處理數(shù)據(jù)上有所區(qū)別，但都反映了要按誤差統(tǒng)計(jì)規(guī)律來分析測量定位精度，即對數(shù)控機(jī)床某一可控軸行程中某一個(gè)定位點(diǎn)誤差，應(yīng)該反映出該點(diǎn)在以后機(jī)床長期使用中成千上萬次在此定位的誤差，而我們在測量時(shí)只能測量有限次數(shù)（一般5～7次）。
數(shù)控機(jī)床的精度比較難判斷，有的需要加工后才能判斷，所以這一步比較困難。
典型零件的關(guān)鍵部位加工精度要求決定了選擇數(shù)控機(jī)床的精度等級。數(shù)控機(jī)床根據(jù)用途又分為簡易型、全功能型、超精密型等，其能達(dá)到的精度也是各不一樣的。簡易型目前還用于一部分車床和銑床，其zui小運(yùn)動(dòng)分辯率為0.01mm，運(yùn)動(dòng)精度和加工精度都在（0.03～0.05）mm以上。超精密型用于特殊加工，其精度可達(dá)0.001mm以下。這里主要討論應(yīng)用zui多的全功能數(shù)控機(jī)床（以加工中心為主）。
按精度可分為普通型和精密型，一般數(shù)控機(jī)床精度檢驗(yàn)項(xiàng)目都有20～30項(xiàng)，但其zui有特征項(xiàng)目是：單軸定位精度、單軸重復(fù)定位精度和兩軸以上聯(lián)動(dòng)加工出試件的圓度。
定位精度和重復(fù)定位精度綜合反映了該軸各運(yùn)動(dòng)部件的綜合精度。尤其是重復(fù)定位精度，它反映了該軸在行程內(nèi)任意定位點(diǎn)的定位穩(wěn)定性，這是衡量該軸能否穩(wěn)定可靠工作的基本指標(biāo)。目前數(shù)控系統(tǒng)中軟件都有豐富的誤差補(bǔ)償功能，能對進(jìn)給傳動(dòng)鏈上各環(huán)節(jié)系統(tǒng)誤差進(jìn)行穩(wěn)定的補(bǔ)償。例如，傳動(dòng)鏈各環(huán)節(jié)的間隙、彈性變形和接觸剛度等變化因素，它們往往隨著工作臺的負(fù)載大小、移動(dòng)距離長短、移動(dòng)定位速度的快慢等反映出不同的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)量。在一些開環(huán)和半閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)中，測量元件以后的機(jī)械驅(qū)動(dòng)元件，受各種偶然因素影響，也有相當(dāng)大的隨機(jī)誤差影響，如滾珠絲杠熱伸長引起的工作臺實(shí)際定位位置漂移等?？傊?，如果能選擇，那么就選重復(fù)定位精度的設(shè)備！
銑削圓柱面精度或銑削空間螺旋槽（螺紋）是綜合評價(jià)該機(jī)床有關(guān)數(shù)控軸（兩軸或三軸）伺服跟隨運(yùn)動(dòng)特性和數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)功能的指標(biāo)，判斷方法是測量加工出圓柱面的圓度。在數(shù)控機(jī)床試切件中還有銑斜方形四邊加工法，也可判斷兩個(gè)可控軸在直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)時(shí)的精度。在做這項(xiàng)試切時(shí)，把用于精加工的立銑刀裝到機(jī)床主軸上，銑削放置在工作臺上的圓形試件，對中小型機(jī)床圓形試件一般取在Ф200～Ф300，然后把切完的試件放到圓度儀上，測出其加工表面的圓度。銑出圓柱面上有明顯銑刀振紋反映該機(jī)床插補(bǔ)速度不穩(wěn)定；銑出的圓度有明顯橢圓誤差，反映插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)可控軸系統(tǒng)增益不匹配；在圓形表面上每一可控軸運(yùn)動(dòng)換方向的點(diǎn)位上有停刀點(diǎn)痕跡（在連續(xù)切削運(yùn)動(dòng)中，在某一位置停止進(jìn)給運(yùn)動(dòng)刀具就會在加工表面上形成一小段多切去金屬的痕跡）時(shí)，反映該軸正反向間隙未調(diào)整好。
單軸定位精度是指在該軸行程內(nèi)任意一個(gè)點(diǎn)定位時(shí)的誤差范圍，它可以直接反映了機(jī)床的加工精度能力，所以是數(shù)控機(jī)床zui關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。目前*各國對這指標(biāo)的規(guī)定、定義、測量方法和數(shù)據(jù)處理等有所不同，在各類數(shù)控機(jī)床樣本資料介紹中，常用的標(biāo)準(zhǔn)有美國標(biāo)準(zhǔn)（NAS）和美國機(jī)床制造商協(xié)會推薦標(biāo)準(zhǔn)、德國標(biāo)準(zhǔn)（VDI）、日本標(biāo)準(zhǔn)（JIS）、標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）和我國國家標(biāo)準(zhǔn)（GB）。在這些標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定zui低的是日本標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗臏y量方法是使用單組穩(wěn)定數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，然后又取出用±值把誤差值壓縮一半，所以用它的測量方法測出的定位精度往往比用其他標(biāo)準(zhǔn)測出的相差一倍以上。
另外幾種標(biāo)準(zhǔn)盡管處理數(shù)據(jù)上有所區(qū)別，但都反映了要按誤差統(tǒng)計(jì)規(guī)律來分析測量定位精度，即對數(shù)控機(jī)床某一可控軸行程中某一個(gè)定位點(diǎn)誤差，應(yīng)該反映出該點(diǎn)在以后機(jī)床長期使用中成千上萬次在此定位的誤差，而我們在測量時(shí)只能測量有限次數(shù)（一般5～7次）。
數(shù)控機(jī)床的精度比較難判斷，有的需要加工后才能判斷，所以這一步比較困難。