工裝係統（tǒng）的柔性對高精度零件精度的影響-數控（kòng）機床市場網

您現在的位置：數控機床市場網> 專題>高精度零件加（jiā）工工藝與技術

工裝係統的柔性對（duì）高精度零件精度的影響（xiǎng）

2013-7-12 來源：作者（zhě）：

在以（yǐ）工（gōng）藝方（fāng）法（fǎ）提高產品質量的措施中, 進（jìn）一步提高機加（jiā）工（gōng）的精度（dù）尤其重要。其中最複雜的問題（tí）是如何使箱體件孔達到高的同（tóng）心度。重要產品中孔（kǒng）的同（tóng）心度必須保證在0. 5 ~ 3 產（chǎn）m 以內。但是不論用高精度座標鏗床鑊（huò）孔, 或是外（wài）加（jiā）研磨工序, 在30 0 m m 長度上孔的同心度往往達不到10 產m 。這表明同心度偏差受一係列（liè）工藝因素影響, 而對這（zhè）些因素的本質還沒有充分研究。

機床-夾具（jù）-刀具-工件係統的不均勻柔性就是（shì）這些因（yīn）素中的一個。經確定, 在座標（biāo）撞床上, 無（wú）論是主軸回（huí）轉角度或是主軸套懸伸長度的柔性都是不均勻的（de）, 且性質十分複雜（zá）。可以把不同懸伸量下主軸套筒柔性圓圖的封閉（bì）特性看作是柔性假定表麵的（de）橫截麵。那麽柔性圓圖的幾何中心（xīn）位置（zhì）, 可以按與表麵（miàn）軸線相似的原則, 看作是機床一（yī）夾具（jù）一（yī）刀具一工（gōng）件係統柔（róu）性的軸線。

所以, 機床一夾具一刀具一工件（jiàn）係統的柔（róu）性（xìng）可用下（xià）列指標評定: 柔性表麵(可看作綜合（hé）指（zhǐ）標) , 柔性的圓曲線圖; 柔性表（biǎo）麵（miàn）的母線或縱斷麵外形, 柔性軸線, 即柔性表麵的軸線。

研究表（biǎo）明, 在鏗孔過程中上述各柔性指標是以一定的方式轉移給被（bèi）加工表麵。其中的（de）每一（yī）項都會造成一定的誤（wù）差: 圓柱度偏差, 真圓度偏差, 縱斷（duàn）麵外形（xíng）偏差, 孔的母線或中心（xīn）線的直線性偏差以及孔的（de）同心度偏差。曾采用諧波分析法及動態模擬法求得機床一夾具（jù）一刀具一（yī）工件係統柔性指標的解析式及相（xiàng）應的轉移（yí）係數（shù）, 這樣就（jiù）可以用計算方法確定（dìng）上述加工誤差。柔性軸（zhóu）線特性是評定（dìng）不均勻（yún）柔性對鑊孔形狀及鑊孔中（zhōng）心（xīn）線相互（hù）位置影響的依據。理論和實驗研究表明, 座標銼床柔性（xìng）軸線是曲線。也就是說, 柔性軸（zhóu）線的這種特性不但引起了新鏗孔的中心線的直線性偏差, 而且也造成了它們的相互位置的（de）誤差。這（zhè）在很（hěn）大程度上說明了一（yī）個往往是不可（kě）預期的事實（shí）, 即在座標銼床幾何誤差（chà）不大、剛性也很大的情況下, 在其上（shàng）鑊出的孔的（de）同心度偏（piān）差卻很大。

為（wéi）了控製工藝係統的柔性, 廣泛采用（yòng）了適應控（kòng）製係統（tǒng）。但是由於結構特性及對座標鏗床的幾何精度要求極高, 在這類機床（chuáng）上就難於應用這種適應（yīng）控製係統。因此最有效的方（fāng）法是采用一種可以控製工藝係統剛度的裝置(簡稱（chēng）剛度控製裝置)。這類裝置的不均勻剛度與機床的剛度綜合在一起, 要能保證工藝係統（tǒng）柔性軸線的直線特性。

使用外裝工作台(見圖) 或剛度控製裝置（zhì）能夠控製蠕變（biàn）性軸線的形狀。此裝置由下支承板1 和上頂板5 組成。上支承板上的槽用（yòng）來固定坯件。當（dāng）偏心（xīn）套2和3 相對轉動時, 總偏心距e 在（zài）0~ 10 m m 的範圍內變化。套筒2 的上部裝（zhuāng）有用錐（zhuī）體4 漲開的彈（dàn）簧卡頭。這種結構可以獲得各（gè）種曲率的柔性鍾線, 所以該裝（zhuāng）置（zhì）可以在不同型號的座標撞床上使用。

剛度（dù）控製裝置柔性軸線的表達式可寫成

式中: Lm—兩偏心套筒工作部分高度;

L , L o—由（yóu）刀具至剛度控製裝置的距離(分別為主軸套筒當時的伸出量和零伸出量。) ;

E—套筒材料的彈性模數。

剛度控製裝置的柔性軸線在座標錘床上（shàng）定方位（wèi）時, 應使它與機床的柔性軸線反（fǎn）向對稱。它們（men）相加可保證機床-夾（jiá）具-刀具-工件係統柔性軸線綜和的直線性（xìng）。選定剛度控製裝置的體積尺寸時, 應考慮（lǜ）所述工藝係統（tǒng）的動態（tài）特性, 把它納人工藝係統時, 應不使刀具和坯件相對的強（qiáng）迫振（zhèn）動振（zhèn）幅增大。

在剛度控料（liào）裝置的實驗室試驗和生產試驗（yàn）過程中, 采用了相當於座標撞床上半精鏗和精鏗時的切削用（yòng）量。試驗（yàn）表明, 在半精鎮時, 采用剛度控製裝（zhuāng）置,產生了劇烈的高頻振動。而在精鑊中應（yīng）用效果最好, 在這（zhè）種情況（kuàng）下, 同心度的偏差幾乎比傳統用鏗削法的降低了一半（bàn）; 精鏗孔徑d 。= 1 0 0 m m , v= 8 0 m / m in 時得出的數據見表1 。