廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院2加工精度差課件

案例81.加工尺寸或精度誤差過大： 誤差故障的現(xiàn)象較多，在各種設(shè)備上出現(xiàn)時(shí)的表現(xiàn)不一。如數(shù)控車床在直徑方向出現(xiàn)時(shí)大時(shí)小的現(xiàn)象較多。在加工中心上垂直軸出現(xiàn)誤差的情況較多，常見的是尺寸向下逐漸增大，但也有尺寸向上增大的現(xiàn)象，在水平軸上也經(jīng)常會(huì)有一些較小誤差的故障出現(xiàn)，有些經(jīng)常變化，時(shí)好時(shí)壞使零件的尺寸難以控制。造成數(shù)控機(jī)床中誤差故障但又無報(bào)警的情況，主要有幾種情況：

案例81.加工尺寸或精度誤差過大：①機(jī)床幾何誤差太大，機(jī)床機(jī)械精度達(dá)不到要求。②機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，在系統(tǒng)中對(duì)誤差沒有設(shè)置檢測(cè)，因此在機(jī)床出現(xiàn)故障時(shí)不能有報(bào)警顯示③機(jī)床中出現(xiàn)的誤差情況不在設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)測(cè)的范圍內(nèi)，因此當(dāng)出現(xiàn)誤差時(shí)檢測(cè)不到，由于大多數(shù)的數(shù)控機(jī)床使用的是半閉環(huán)系統(tǒng)，因此不能檢測(cè)到機(jī)床的實(shí)際位置①機(jī)床幾何誤差太大，機(jī)床機(jī)械精度達(dá)不到要求。④絲杠與電機(jī)的聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)對(duì)故障發(fā)生的頻率和可能性不同，出現(xiàn)故障后現(xiàn)象也不同，有些尺寸只會(huì)向負(fù)方向增加，但有些正負(fù)方向變化的可能彈性聯(lián)接的基本上是負(fù)向增加的多，而中間使用鍵聯(lián)接的兩種故障均會(huì)發(fā)生⑤機(jī)床的電氣系統(tǒng)中回零不當(dāng)，回零點(diǎn)不能保證一致，該種故障出現(xiàn)的誤差一般較小。除了一般的因減速開關(guān)不良造成故障外，回零時(shí)的減速距離太短也會(huì)使零點(diǎn)偏離。在有些系統(tǒng)中的監(jiān)控頁面中有“刪格量”一項(xiàng)，記錄并經(jīng)常核對(duì)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題④絲杠與電機(jī)的聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)對(duì)故障發(fā)生的頻率⑥機(jī)床運(yùn)動(dòng)時(shí)由于超調(diào)引起加工精度和加工尺寸誤差過大如果加減速時(shí)間常數(shù)調(diào)節(jié)的過小,電機(jī)電流已經(jīng)形成飽和,引起伺服運(yùn)動(dòng)的超調(diào),可以引起系統(tǒng)的加工精度與加工尺寸,這時(shí)可以通過調(diào)節(jié)伺服驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)來改善軸的運(yùn)動(dòng)性能,來消除加工誤差⑦在利用刀尖半徑補(bǔ)償時(shí)，G41、G42使用不正確或者在走刀換向時(shí)沒有相應(yīng)修改G41、G42⑧刀具與工件的相對(duì)位置方位號(hào)設(shè)定錯(cuò)誤⑨對(duì)刀不正確，或者加工時(shí)沒有考慮刀尖半徑尺寸⑥機(jī)床運(yùn)動(dòng)時(shí)由于超調(diào)引起加工精度和加工尺事例1:故障現(xiàn)象: 某加工中心運(yùn)行九個(gè)月后,發(fā)生Z軸方向加工尺寸不穩(wěn)定,尺寸超差且無任何規(guī)律,顯示屏及伺服驅(qū)動(dòng)器沒有任何報(bào)警或異.故障分析: 該加工中心是采用的國外進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng),絲杠采用的是直聯(lián)的方式,根據(jù)故障分析,原因可能是因?yàn)槁?lián)軸器聯(lián)結(jié)螺釘松動(dòng),導(dǎo)致聯(lián)軸器與滾軸絲杠或伺服電機(jī)間滑動(dòng),經(jīng)過對(duì)Z軸仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器6只緊固螺釘都出現(xiàn)了松動(dòng),緊固螺釘后,故障排除.事例1:2.兩軸聯(lián)動(dòng)銑削圓周時(shí)圓度超差

圓度超差一般出現(xiàn)兩種情況：一種是圓的軸向變形；另一種情況是出現(xiàn)斜橢圓，即在45度方向上的橢圓①圓的軸向變形，其原因是由于機(jī)床的機(jī)械未調(diào)整好而造成軸的定位精度不好，或者是機(jī)床的絲杠間隙補(bǔ)償不當(dāng)，從而導(dǎo)致每當(dāng)機(jī)床在過向限時(shí)，就產(chǎn)生圓度誤差②產(chǎn)生斜橢圓誤差時(shí),一般是由各軸的位置偏差過大造成,可以通過調(diào)整各軸的增益來改善各軸的運(yùn)動(dòng)性能.使每個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)特性比較接近,另外，如果機(jī)械傳動(dòng)副之間的間隙如果過大或者間隙補(bǔ)償不合適的話,也可能引起該故障2.兩軸聯(lián)動(dòng)銑削圓周時(shí)圓度超差3.兩軸聯(lián)動(dòng)銑削圓周時(shí)圓弧上有突起現(xiàn)象 圓弧切削在特定的角度（0、90、180、270度）過象限時(shí)，由于電機(jī)需要反轉(zhuǎn)，由于機(jī)械的摩擦力、反向間隙等原因造成速度無法連續(xù)，造成圓弧上有突起現(xiàn)象。3.兩軸聯(lián)動(dòng)銑削圓周時(shí)圓弧上有突起現(xiàn)象事例1:故障現(xiàn)象:

某加工中心在加工整圓時(shí),發(fā)生X軸方向加工尺寸不對(duì),尺寸超差,顯示屏及伺服驅(qū)動(dòng)器沒有任何報(bào)警或異常。故障分析:

該加工中心是采用的國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng),絲杠采用的是直聯(lián)的方式,根據(jù)故障分析,原因可能是因?yàn)槭怯捎跈C(jī)床的機(jī)械未調(diào)整好而造成軸的定位精度不好，或者是機(jī)床的絲杠間隙補(bǔ)償不當(dāng)，從而導(dǎo)致每當(dāng)機(jī)床在過向限時(shí)，就產(chǎn)生圓度誤差。對(duì)該機(jī)床進(jìn)行重新校平調(diào)整,檢查該機(jī)床的參數(shù),發(fā)現(xiàn)該機(jī)床的軸的間隙補(bǔ)償為零,用百分表測(cè)量X軸的反向間隙,實(shí)際測(cè)量值超過0.003MM,對(duì)該機(jī)床的X軸進(jìn)行了調(diào)整,并利用了系統(tǒng)的軟件補(bǔ)償功能,消除了X軸的間隙,再次加工整圓進(jìn)行檢驗(yàn),故障消除。事例1:4.

加工零件尺寸不準(zhǔn)（不穩(wěn)）A加工的零件尺寸時(shí)大時(shí)小首先應(yīng)確定尺寸誤差是CNC系統(tǒng)的故障造成的還是機(jī)械故障造成的：1）參考點(diǎn)返回位置隨機(jī)變化2）電機(jī)軸磨損3）電機(jī)與絲桿聯(lián)軸節(jié)磨損4）滾珠絲桿與電機(jī)結(jié)合處松動(dòng)，聯(lián)軸器磨5）滾珠絲桿與支架定位處螺母松動(dòng)，支架軸承磨損4.

加工零件尺寸不準(zhǔn)（不穩(wěn)）6）滾珠絲桿磨損7）絲桿反向間隙過大8）（車床）檢查刀架的定位精度，同時(shí)檢查刀架是否有松動(dòng)9）（車床）檢查加工過程中，是否造成刀具上時(shí)而有切削瘤，時(shí)而切削瘤又消失了。（改進(jìn)刀具和加工工藝，減少切削瘤的生成機(jī)會(huì)）10）（車床）如果加工外圓，尺寸愈來愈大，則首先應(yīng)該檢查刀具與加工材料和加工工藝的配合是否合適，加工過程是否造成刀具的磨損太快了11）伺服增益設(shè)得太小，需調(diào)整伺服參數(shù)12）干擾6）滾珠絲桿磨損2.加工精度差，表面光潔度不好A機(jī)床定位精度差和重復(fù)定位精度差1）定位超差，絲桿螺母研損2）反向不一致性差，是由于軸承未消除軸向間隙或軸承座螺釘松動(dòng)或絲桿與電機(jī)彈性連軸節(jié)松動(dòng)或皮帶過松造成3）導(dǎo)軌面研損4）壓板、鑲條面研損5）滾動(dòng)導(dǎo)軌研損6）導(dǎo)軌、絲桿潤(rùn)滑不充分2.加工精度差，表面光潔度不好7）傳動(dòng)調(diào)整不當(dāng)8）螺母座安裝未按圖紙要求進(jìn)行9）導(dǎo)軌平行/導(dǎo)軌與壓板面平行/導(dǎo)軌與絲桿的平行度超差10）導(dǎo)軌防護(hù)板變形11）數(shù)控系統(tǒng)補(bǔ)償參數(shù)丟失（或?yàn)檫M(jìn)行補(bǔ)償）12）數(shù)控系統(tǒng)漂移13）當(dāng)采用全閉環(huán)時(shí)光柵尺進(jìn)了污物14）光柵尺定尺、滑尺安裝松動(dòng)不符合要求或設(shè)計(jì)

7）傳動(dòng)調(diào)整不當(dāng)

B工件表面產(chǎn)生明顯振紋，粗糙度增加（表面光潔度不好）1）

主要由于主軸徑向跳動(dòng)形成的振動(dòng)引起2）

進(jìn)給系統(tǒng)間隙大或預(yù)緊不足，引起振動(dòng)3）

工件未夾緊4）

切削用量選用不當(dāng)5）

驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)定不合理（應(yīng)合理設(shè)定慣量比及各種增益及加減速時(shí)間常數(shù)等）6）

主軸轉(zhuǎn)速波動(dòng)7）干擾

B工件表面產(chǎn)生明顯振紋，粗糙度增加（表面光潔度不好）3.機(jī)床加工零件時(shí)躁聲大1）棒料的不直度直接影響到機(jī)床的工作噪聲（車床）2）機(jī)床使用已久，滾珠絲桿間隙增大（修磨絲桿螺母，調(diào)整墊片，重調(diào)間隙）3）

運(yùn)動(dòng)軸軸承座潤(rùn)滑不良，軸承磨損或損壞4）其他機(jī)械故障引起加工噪聲大

3.機(jī)床加工零件時(shí)躁聲大4.切削時(shí)振動(dòng)1）主軸剛性不足（調(diào)整切削參數(shù)）2）主軸箱傳動(dòng)軸軸承松動(dòng)（修換主軸箱軸承）3）進(jìn)給傳動(dòng)部分剛性差4）機(jī)床鑲條磨損，導(dǎo)軌間隙大5）工件未夾緊或夾緊方法不合理6）主軸及進(jìn)給伺服系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不當(dāng)

4.切削時(shí)振動(dòng)5.螺紋功能不對(duì)數(shù)控車床加工螺紋，其實(shí)質(zhì)是主軸的轉(zhuǎn)角與Z軸進(jìn)給之間進(jìn)行插補(bǔ)，主軸的角度位移是通過主軸編碼器進(jìn)行測(cè)量的A系統(tǒng)執(zhí)行螺紋加工程序時(shí)，停止在螺紋加工的程序上，沒有報(bào)警信息，此故障一般是CNC找不到主軸的同步脈沖所至1）主軸編碼器的零脈沖故障，根本就發(fā)不出零脈沖2）主軸編碼器電纜故障3）CNC系統(tǒng)零脈沖檢測(cè)電路故障4）CNC設(shè)定了檢測(cè)“主軸速度到達(dá)”信號(hào)，而“主軸速度到達(dá)”信號(hào)未輸出或CNC未檢測(cè)