如何提高加工中心的精度

　　精度并不只是机床的固有属性，也取决于机床如何应用的问题。请试用文章中介绍的这些技术，让一台新的机床或现有的CNC数控加工中心达到其潜在的加工精度。　　

　　我们常常以思考机床行程的方式来思考加工中心的精度问题，精度是机床内在的一个属性。然而，加工中心毕竟也是整个系统的一部分。机床是采用某种方式调试设置并操作运行的。在一个环境中存在着温度和其他各种因素，而且这一切是随时变化的。机床本身也是一套完整的系统，由运动部件所组成，其相互之间受到各种动态影响。所有这些因素都会影响到机床的精度，因此必须将所有这些潜在的因素都考虑在内。　　

　　加工中心究竟达到了何种水平？主轴的运行水平如何？在Todd Schuett先生提供的有关提高铣削加工精度的资料中，揭示了解决这一类问题的方法，其中谈及了加工中心用户应该采取的不同措施，以便使他们的机床达到更高的精度。　　

　　请阅读下列应该仔细考虑的各个事项以及各个步骤，了解如何提高加工中心的精度，然后看看这些想法是否已付诸实际行动，并继续更仔细地在实际中加以贯彻。　　

　　了解主轴情况　　

　　当主轴的转速变化时，改变刀具的补偿值了吗？加工中心的用户们往往不是采用这样的方式来应用刀具补偿值的，他们似乎更喜欢以静态的方式处理刀尖的位置问题。然而，不同的速度会在主轴范围内产生不同的温度和不同的离心力。在一定程度上，主轴会响应这些变化。因此，要保持比较精密的公差尺寸，应该采取合乎逻辑的措施，并逐渐了解主轴的特性。　　

　　达到这一目的最简捷的方法是通过实验，确定刀尖位置的变化情况。当主轴以不同的转速运转时，测量主轴上的测量头就可以了解这一信息。然后可以根据各种不同的速度，对刀具的补偿值进行适当的修正。此外，在主轴运转时，采用一种激光刀具探头来测量真实的刀尖位置也是非常有效的。　　

　　以测量生产工艺代替零件的测量　　

　　在加工完成之后，通常需要进行检验，整个检测过程基本上由测量仪来完成。另一种方法是先测量生产工艺，而不是先测量零件。换句话说，先在生产工艺中找到误差原因，并且在开始加工前纠正这些误差。　　

　　应该承认，出现这类误差的因素可能很多。一台3轴加工中心有一个21的自由旋转角，或者说有21个潜在的精度误差来源。这些误差应该在调试刀具和夹紧工件前得到补偿。 　　

　　不过，误差因素的数量总是有限的。机械误差因素及可能出现的人为误差因素是可以识别确定的，而且这些误差问题可以逐个纠正并解决。生产工艺可以通过这种方式改进和提高，因此，对其简单的了解往往是非常重要的第一步。此后，实现这一工艺所需的测量工作将逐步减少。

　　注意拉杆问题　　

　　拉杆是加工中心中最容易被忽视的元件之一，同时也是最关键的元件之一。拉杆的拉力应该经常进行检查，常常需要每隔一个月检查一次。在这里，其拉力的减少不但会影响到加工精度，而且也会影响到刀具的使用寿命。拉杆应按照预定的计划，需定期进行维修，并将其作为大多数加工中心应用寿命中的一个基础来看待。　　

　　控制颤振　　

　　调整设置和增强刀具的刚性可降低颤振。此外，还可通过寻找合适的主轴转速，使切削刃的冲击速率与系统的自然频率相协调，以解决颤振问题。可以采用现有的诊断工具，以这种方式寻找与特定铣削走刀速度相协调的主轴转速，也可以通过试切削加工寻找理想的速度。实现一个更为安静的切削环境不仅可以提高机床的加工精度，以达到更理想的表面质量和其他精度要求，而且也可使机床达到更高的金属切削率。　　

　　用参考基准进行检验　　

　　一台配有测量探头的加工中心能够检测其本身的性能吗？答案似乎是否定的，因为影响机床加工走刀的任何热误差都将会影响到机床的测量能力。然而，某些加工中心的用户们已经超越了这一限制。　　

　　实践证明，达到这一目的的有效方法是：使用加工区内一个已知的参照物作为基准。如果这一经过校准的参照物由加工件同样的材料制成，并具有类似的几何形状，那么就可以用这一参考基准来捕获任何测量误差。该误差就是已知参考尺寸值与同一尺寸所测值之差。然后将这一差值作为一个补偿值，用来更新和纠正机床自身对某些实际零件类似尺寸的测量值。只要这样做，就能够让机床检测其自身的工作。更重要的是，这样做也可以让机床修改其定位精度，并保持其整个生产运行期间的加工精度。否则，在这一过程中就会逐渐地使零件和机床产生位置误差。　　

　　Renishaw公司在其自己英国总部的自动化生产工艺中，采用了这一参考基准测量战略。Renishaw公司的自动化加工工艺也采用加工中心来车削加工安装在主轴上的工件，而其刀具则固定在工作台上。　　

　　在锥形刀柄中，旋钮拧得过紧会造成刀柄变形，从而影响其在主轴中的正确就位。J&M Machine公司提供了一种“高扭矩”设计的旋钮，试图解决这一问题。这个旋钮利用其螺纹，将夹紧力施加到刀座上，可防止其变形。　　

　　在Renishaw公司演示了一个实际零件的自动化生产过程：一台加工中心在检测其本身第一个试件时的探头扫描路线。该机床首先用探头扫描一个已知的参考基准以消除测量误差。　　

　　已知测量值与被测量值之间的差值将成为纠正探头测量值的补偿值，这一差值也可以在这个设置中作为纠正下一个工件加工运动的补偿值。　　

　　关于“参考基准比较”和“人造标准件比较”技术，Renishaw公司做出了下列评论：　　

　　探头根据一个已在20℃条件下校准的人造标准件进行校准；　　

　　人造标准件的材料与工件的材料相同；　　

　　其几何形状和特点与零件相似；　　

　　比较测量值具有可追溯性，独立于机床的测量精度；　　

　　采用表面上的测量点对零件进行测量；　　

　　在更新工艺变量时，由人造标准件确定的热效应值可得到补偿。　　

　　在英国Renishaw公司生产厂加工中心上的一种自动化生产工艺，甚至使用这类加工中心来进行车削加工。整个生产工艺由Renishaw公司自动化铣削、车削和检验中心(简称RAMTIC)”制定。有关加工中心的车削加工操作，采用安装在工作台上的固定式刀具。其工件用类似于刀柄的把手安装在主轴中，然后用一个刀具调试探头测量工件的长度。

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