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机床会产生什么误差

发布时间:2022-07-19 10:51:59

『壹』 加工中可能产生误差有哪些方面

机械加工误差主要有以下几类:

①尺寸误差:锻件加工后的实际尺寸对理想尺寸的偏离程度。理想尺寸是指图样上标注的最大、最小两极限尺寸的平均值,即尺寸公差带的中心值。

②形状误差:指加工后锻件的实际表面形状对于其理想形状的差异(或偏离程度),如圆度、直线度等。

③位置误差:指加工后锻件的表面、轴线或对称平面之间的相互位置对于其理想位置的差异(或偏离程度),如同轴度、位置度等。

④表面微观不平度:加工后的锻件表面上由较小间距和峰谷所组成的微观几何形状误差。锻件表面微观不平度用表面粗糙度的评定参数值表示。

(1)机床会产生什么误差扩展阅读:

零件加工后实际几何参数与理想几何参数之间的符合程度即为加工精度。加工误差越小,符合程度越高,加工精度就越高。加工精度与加工误差是一个问题的两种提法。所以,加工误差的大小反映了加工精度的高低。

『贰』 机床的几何误差包括哪些

1.1 机床的原始制造误差
是指由组成机床各部件工作表面的几何形状、表面质量、相互之间的位置误差所引起的机床运动误差,是数控机床几何误差产生的主要原因。
1.2 机床的控制系统误差
包括机床轴系的伺服误差(轮廓跟随误差),数控插补算法误差。
1.3 热变形误差
由于机床的内部热源和环境热扰动导致机床的结构热变形而产生的误差。
1.4切削负荷造成工艺系统变形所导致的误差
包括机床、刀具、工件和夹具变形所导致的误差。这种误差又称为“让刀”,它造成加工零件的形状畸变,尤其当加工薄壁工件或使用细长刀具时,这一误差更为严重。
1.5 机床的振动误差
在切削加工时,数控机床由于工艺的柔性和工序的多变,其运行状态有更大的可能性落入不稳定区域,从而激起强烈的颤振。导致加工工件的表面质量恶化和几何形状误差。
1.6 检测系统的测试误差
包括以下几个方面:
(1)由于测量传感器的制造误差及其在机床上的安装误差引起的测量传感器反馈系统本身的误差;
(2)由于机床零件和机构误差以及在使用中的变形导致测量传感器出现的误差。
1.7 外界干扰误差
由于环境和运行工况的变化所引起的随机误差。
1.8 其它误差
如编程和操作错误带来的误差。
上面的误差可按照误差的特点和性质,归为两大类:即系统误差和随机误差。
数控机床的系统误差是机床本身固有的误差,具有可重复性。数控机床的几何误差是其主要组成部分,也具有可重复性。利用该特性,可对其进行“离线测量”,可采用“离线检测——开环补偿”的技术来加以修正和补偿,使其减小,达到机床精度强化的目的。
随机误差具有随机性,必须采用“在线检测——闭环补偿”的方法来消除随机误差对机床加工精度的影响,该方法对测量仪器、测量环境要求严格,难于推广。
2几何误差补偿技术
针对误差的不同类型,实施误差补偿可分为两大类。随机误差补偿要求“在线测量”,把误差检测装置直接安装在机床上,在机床工作的同时,实时地测出相应位置的误差值,用此误差值实时的对加工指令进行修正。随机误差补偿对机床的误差性质没有要求,能够同时对机床的随机误差和系统误差进行补偿。但需要一整套完整的高精度测量装置和其它相关的设备,成本太高,经济效益不好。文献[4] 进行了温度的在线测量和补偿,未能达到实际应用。系统误差补偿是用相应的仪器预先对机床进行检测,即通过“离线测量”得到机床工作空间指令位置的误差值,把它们作为机床坐标的函数。机床工作时,根据加工点的坐标,调出相应的误差值以进行修正。要求机床的稳定性要好,保证机床误差的确定性,以便于修正,经补偿后的机床精度取决于机床的重复性和环境条件变化。数控机床在正常情况下,重复精度远高于其空间综合误差,故系统误差的补偿可有效的提高机床的精度,甚至可以提高机床的精度等级。迄今为止,国内外对系统误差的补偿方法有很多,可分为以下几种方法:
2.1单项误差合成补偿法
这种补偿方法是以误差合成公式为理论依据,首先通过直接测量法测得机床的各项单项原始误差值,由误差合成公式计算补偿点的误差分量,从而实现对机床的误差补偿。对三坐标测量机进行位置误差测量的当属Leete, 运用三角几何关系,推导出了机床各坐标轴误差的表示方法,没有考虑转角的影响。较早进行误差补偿的应是Hocken教授,针对型号Moore 5-Z(1)的三坐标测量机,在16小时内,测量了工作空间内大量的点的误差,在此过程中考虑了温度的影响,并用最小二乘法对误差模型参数进行了辨识。由于机床运动的位置信号直接从激光干涉仪获得,考虑了角度和直线度误差的影响,获得比较满意的结果。1985年G. Zhang成功的对三坐标测量机进行了误差补偿。测量了工作台平面度误差,除在工作台边缘数值稍大,其它不超过1μm,验证了刚体假设的可靠性。使用激光干涉仪和水平仪测量得的21项误差,通过线性坐标变换进行误差合成,并实施了误差补偿。X-Y平面上测量试验表明,补偿前,在所有测量点中误差值大于20μm的点占20%,在补偿后,不超过20%的点的误差大于2μm,证明精度提高了近10倍。
除了坐标测量机的误差补偿以外,数控机床误差补偿的研究也取得了一定的成果。在1977年Schultschik教授运用矢量图的方法,分析了机床各部件误差及其对几何精度的影响,奠定了机床几何误差进一步研究的基础。Ferreira和其合作者也对该方法进行了研究,得出了机床几何误差的通用模型,对单项误差合成补偿法作出了贡献。J.Ni et al更进一步将该方法运用于在线的误差补偿,获得了比较理想的结果。Chen et al建立了32项误差模型,其中多余的11项是有关温度和机床原点误差参数,对卧式加工中心的补偿试验表明,精度提高10倍。Eung-Suk Lea et al几乎使用了同G. Zhang一样的测量方法,对三坐标Bridge port铣床21项误差进行了测量,运用误差合成法得出了误差模型,补偿后的结果分别用激光干涉仪和Renishaw的DBB系统进行了检验,证明机床精度得以提升。
2.2误差直接补偿法
这种方法要求精确地测出机床空间矢量误差,补偿精度要求越高,测量精度和测量的点数就要求越多,但要详尽地知道测量空间任意点的误差是不可能的,利用插值的方法求得补偿点的误差分量,进行误差修正,该种方法要求建立和补偿时一致的绝对测量坐标系。
1981年,Dufour和Groppetti在不同的载荷和温度条件下,对机床工作空间点的误差进行了测量,构成误差矢量矩阵,获得机床误差信息。将该误差矩阵存入计算机进行误差补偿。类似的研究主要有A.C.Okafor et al,通过测量机床工作空间内,标准参考件上多个点的相对误差,以第一个为基准点,然后换算成绝对坐标误差,通过插值的方法进行误差补偿,结果表明精度提高了2~4倍。Hooman则运用三维线性(LVTDS)测量装置,得到机床空间27个点的误差(分辨率0.25μm,重复精度1μm),进行了类似的工作。进一步考虑到温度的影响,每间隔1.2小时测量一次,共测量8次,对误差补偿结果进行了有关温度系数的修。这种方法的不足之处是测量工作量大,存储数据多。目前,还没有完全合适的仪器,也限制了该方法的进一步运用和发展。
2.3相对误差分解、合成补偿法
大多数误差测量方法只是得到了相对的综合误差,据此可以从中分解得到机床的单项误差。进一步利用误差合成的办法,对机床误差补偿是可行的。目前,国内外对这方面的研究也取得一定进展。
2000年美国Michigan大学Jun Ni教授指导的博士生Chen Guiquan做了这样的尝试,运用球杆仪(TBB)对三轴数控机床不同温度下的几何误差进行了测量,建立了快速的温度预报和误差补偿模型,进行了误差补偿。Christopher运用激光球杆仪(LBB),在30分钟内获得了机床的误差信息,建立了误差模型, 在9个月的时间间隔内,对误差补偿结果进行了5次评价,结果表明,通过软件误差补偿的方法可

『叁』 机床制造的哪些误差对工件加工精度影响较大

在数控机床加工工件的过程中,往往有很多因素影响工件加工最后的精度,加工中刀具相对于工件的成型运动一般都是通过机床完成对,因此,工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。机床制造产生的误差对工件加工精度的影响有以下几点:
1.刀具的几何误差:刀具误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。采用定尺寸刀具成型刀具展成刀具加工时,刀具的制造误差会直接影响工件的加工精度;而对一般刀具(如车刀等),其制造误差对工件加工精度无直接影响。
2.夹具的几何误差:夹具的作用是使工件相对于刀具和机床具有正确的位置,因此夹具的制造误差对工件的加工精度(特别是位置精度)有很大影响。
3.主轴回转误差:机床主轴是装夹工件或刀具的基准,并将运动和动力传给工件或刀具,主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。
4.导轨误差:导轨是机床上确定各机床部件相对于位置关系的基准,也是机床运动的基准。除了导轨本身的制造误差外,导轨的不均匀磨损和安装质量,也是造成导轨误差的重要因素。导轨磨损是机床精度下降的主要原因之一。

『肆』 数控车床加工误差都有哪些原因造成的

1、加工原理误差
加工原理误差是由于采用了近似的加工运动方式或者近似的刀具轮廓而产生的误差,因在加工原理上存在误差,故称加工原理误差。只要原理误差在允许范围内,这种加工方式仍是可行的。
2、机床的几何误差
机床的制造误差、安装误差以及使用中的磨损,都直接影响工件的加工精度。其中主要是机床主轴回转运动、机床导轨直线运动和机床传动链的误差。
3、刀具的制造误差及弹性变形
弹性形变表现在刀具、机床丝杠副、刀架、加工零件本身等对象的形变,使刀具相对工件出现后退,阻力减小时形变恢复又会出现过切,使工件报废。产生形变的最终原因是这些对象的强度不足和切削力太大。
弹性形变会直接影响零件加工尺寸精度,有时还会影响几何精度(如零件变形时容易产生锥度,因为远离卡盘的位置形变幅度越大),刀具的强度不足,可以设法提高,有时机床和零件本身的强度,是没法选择或改变的,所以只能从减小切削力方面着手,来设法克服弹性形变,切深越小、刀具越锋利、工件材料硬度较低、走刀速度减小等都会减小实际切削阻力,都会减轻弹性形变。
所以为了保证工件的尺寸精度,往往把精加工、半精加工和粗加工分开,也就是说把弹性形变大的和弹性形变小的不同工序分开进行(粗加工时追求效率基本不追求精度,刀具需要偏钝,侧重强度,精加工时切削量很小,追求精度,刀具侧重锋利,减小切削阻力),在对刀试切时,就按照不同工序实际加工时的切深进行试切,确保试切时和实际加工时阻力和弹性形变幅度大致相当,确保数控机床坐标系建立准确,确保普通机床进刀准确;然后在精加工时尽可能采用比较锋利的刀具,最大程度减小切削抗力、减小形变。
刀具的制造误差、安装误差以及使用中的磨损,都影响工件的加工精度。刀具在切削过程中,切削刃、刀面与工件、切屑产生强烈摩擦,使刀具磨损。当刀具磨损达到一定值时,工件的表面粗糙度值增大,切屑颜色和形状发生变化,并伴有振动。刀具磨损将直接影响切削生产率、加工质量和成本。
4、夹具误差
夹具误差包括定位误差、夹紧误差、夹具安装误差及对刀误差等,这些误差主要与夹具的制造和装配精度有关。
4.1、基准不重合误差
当定位基准与工序基准不重合时而造成的加工误差,称为基准不重合误差,其大小等于定位基准与工序基准之间尺寸的公差。
4.2、基准位移误差
工件在夹具中定位时,由于工件定位基面与夹具上定位元件限位基面的制造公差和最小配合间隙的影响,导致定位基准与限位基准不能重合,从而使各个工件的位置不一致,给加工尺寸造成误差,这个误差称为基准位移误差。
5、转速对加工的影响
正常情况下,大家知道,转速越高,切削的效率越高,效率就是利润,所以,要在条件允许的情况下,运行尽可能高的转速进行切削。但转速、工件直径确定切削线速度,线速度受工件硬度、强度、塑性、含碳量、含难切削合金量和刀具的硬度及几何性能等因素制约,所以要在线速度限制下选择尽可能高的转速。另外转速高低选择要根据不同材质的刀具确定,例如高速钢加工钢件时,转速较低时粗糙度较好,而硬质合金刀具则转速较高时,粗糙度较好。再者,在加工细长轴或薄壁件时,要注意将转速调整避开零件共振区,防止产生振纹影响表面粗糙度。
6、切削要素对表面粗糙度的影响
知道工件材质较硬时,加工后工件表面粗糙度较好,另外当工件材料的可塑性和延展性越高时(如铜材、铝材),就需要刀具越锋利才能加工出比较好的表面粗糙度,灰铸铁加工相对于钢件加工来说,因为成份复杂,含杂质程度高,就需要刀具硬度较高。有些延展性较高强度又较高的合金材料,就需要锋利却又能保证强度的刀具,所以就比较难加工(如不锈钢、镍基耐热合金、钛合金等)。
除了材料对刀具提出要求以外,切削要素对表面粗糙度也会产生影响,当精加工切深太小,甚至比刀具刃厚还小时,刀刃已不能实现正常切削,所以产生挤压,也就会出现很差的表面粗糙度。当切深太大,甚至使刀具产生弯曲时,这时工件材料是被撕裂下来的,所以在工件上会留下很多丝状铁屑残留和较明显的纹路。走刀速度对工件表面粗糙度的影响也是相当明显的,当走刀速度加快或刀具副偏角不恰当时,会使走刀纹路高度加大,也就使表面粗糙度变差。

『伍』 机床加工都有哪些制造误差

机床制造误差对工件加工精度影响较大的有:主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。机床的磨损将使机床工作精度下降。
(1)主轴回转误差
机床主轴是装夹工件或刀具的基准,并将运动和动力传给工件或刀具,主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。
主轴回转误差是指主轴各瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。它可分解为径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动三种基本形式。
产生主轴径向回转误差的主要原因有:主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴绕度等。但它们对主轴径向回转精度的影响。大小随加工方式的不同而不同。
譬如,在采用滑动轴承结构为主轴的车床上车削外圆时,切削力F的作用方向可认为大体上时不变的,在切削力F的作用下,主轴颈以不同的部位和轴承内径的某一固定部位相接触,此时主轴颈的圆度误差对主轴径向回转精度影响较大,而轴承内径的圆度误差对主轴径向回转精度的影响则不大;在镗床上镗孔时,由于切削力F的作用方向随着主轴的回转而回转,在切削力F的作用下,主轴总是以其轴颈某一固定部位与轴承内表面的不同部位接触,因此,轴承内表面的圆度误差对主轴径向回转精度影响较大,而主轴颈圆度误差的影响则不大。
(2)采用滑动轴承时主轴的径向圆跳动
产生轴向窜动的主要原因是主轴轴肩端面和轴承承载端面对主轴回转轴线有垂直度误差。
不同的加工方法,主轴回转误差所引起的的加工误差也不同。在车床上加工外圆和内孔时,主轴径向回转误差可以引起工件的圆度和圆柱度误差,但对加工工件端面则 无直接影响。主轴轴向回转误差对加工外圆和内孔的影响不大,但对所加工端面的垂直度及平面度则有较大的影响。在车螺纹时,主轴向回转误差可使被加工螺纹的 导程产生周期性误差。
适当提高主轴及箱体的制造精度,选用高精度的轴承,提高主轴部件的装配精度,对高速主轴部件进行平衡,对滚动轴承进行预紧等,均可提高机床主轴的回转精度。
(3)导轨误差
导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准,也是机床运动的基准。车床导轨的精度要求主要有以下三个方面:在水平面内的直线度;在垂直面内的直线度;前后导轨的平行度(扭曲)。
卧式车床导轨在水平面内的直线度误差△1将直接反映在被加工工件表面的法线方向(加工误差的敏感方向)上,对加工精度的影响最大。卧式车床导轨在垂直面内的直线度误差△2可引起被加工工件的形状误差和尺寸误差。但△2对加工精度的影响要比△1小得多。若因△2而使刀尖由a下降至b,不难推得工件半径R的变化量。
当前后导轨存在平行度误差(扭曲)时,刀架运动时会产生摆动,刀尖的运动轨迹是一条空间曲线,使工件产生形状误差。当前后导轨有了扭曲误差△3之后,由几何关系可求得△y≈(H/B)△3。一般车床的H/B≈2/3,车床前后导轨的平行度误差对加工精度的影响很大。
(4)卧式车床导轨直线度误差
除了导轨本身的制造误差外,导轨的不均匀磨损和安装质量,也使造成导轨误差的重要因素。导轨磨损是机床精度下降的主要原因之一。
(5)传动链误差
传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。
(6)刀具的几何误差
刀具误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。采用定尺寸刀具成形刀具展成刀具加工时,刀具的制造误差会直接影响工件的加工精度;而对一般刀具(如车刀等),其制造误差对工件加工精度无直接影响。
任何刀具在切削过程中,都不可避免地要产生磨损,并由此引起工件尺寸和形状地改变。正确地选用刀具材料和选用新型耐磨地刀具材料,合理地选用刀具几何参数和 切削用量,正确地刃磨刀具,正确地采用冷却液等,均可有效地减少刀具地尺寸磨损。必要时还可采用补偿装置对刀具尺寸磨损进行自动补偿。
(7)夹具的几何误差
夹具的作用时使工件相当于刀具和机床具有正确的位置,因此夹具的制造误差对工件的加工精度(特别使位置精度)有很大影响。

『陆』 数控机床几何误差都有哪些原因形成的

数控机床几何误差和由温度引起的误差两者共计约占机床总体误差的的一半以上,其中几何误差相对稳定,易于进行误差补偿。普遍认为数控机床的几何误差由以下五个原因原因引起的。
1、热变形误差:由于机床的内部热源和环境热扰动导致机床的结构热变形而产生的误差。
2、机床的控制系统误差:包括机床轴系的伺服误差(轮廓跟随误差),数控插补算法误差。
3、机床的原始制造误差:是指由组成机床各部件工作表面的几何形状、表面质量、相互之间的位置误差所引起的机床运动误差,是数控机床几何误差产生的主要原因。
4、切削负荷造成工艺系统变形所导致的误差:包括机床、刀具、工件和夹具变形所导致的误差。这种误差又称为“让刀”,它造成加工零件的形状畸变,尤其当加工薄壁工件或使用细长刀具时,这一误差更为严重。
5、机床的振动误差:在切削加工时,数控机床由于工艺的柔性和工序的多变,其运行状态有更大的可能性落入不稳定区域,从而激起强烈的颤振。导致加工工件的表面质量恶化和几何形状误差。
数控机床的系统误差是机床本身固有的误差,具有可重复性。数控机床的几何误差是其主要组成部分,也具有可重复性。利用该特性,可对其进行“离线测量”,可采用“离线检测——开环补偿”的技术来加以修正和补偿,使其减小,达到机床精度强化的目的。随机误差具有随机性,必须采用“在线检测——闭环补偿”的方法来消除随机误差对机床加工精度的影响,该方法对测量仪器、测量环境要求严格,所以难于推广应用。所以在误差处理的道路上还必须走更多的路,找到更好更适合的处理方法。

『柒』 机床都有哪些制造误差

机床的制造误差主要包括主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。
主轴回转误差是指主轴各瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量,它将直接影响被加工工件的精度。主轴回转误差产生的主要原因有主轴的同轴度误差、轴承本身的误差、轴承之间的同轴度误差、主轴绕度等。
导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准,也是机床运动的基准。导轨本身的制造误差、导轨的不均匀磨损和安装质量是造成导轨误差的重要因素。
传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。它是由传动链中各组成环节的制造和装配误差,以及使用过程中的磨损所引起的。

『捌』 机床误差有哪些对加工件质量主要影响什么

机床误差有: (1)机床主轴与轴承之间由于制造及磨损造成的误差。它对加工件的圆度、平面度及表面粗糙度产生不良影响。 (2)机床导轨磨损造成误差,它使圆柱体直线度产生误差。 (3)机床传动误差:它破坏正确的运动关系造成螺距差。 (4)机床安装位置误差,如导轨与主轴安装平行误差。它造成加工圆柱体出现锥度误差等。

『玖』 机床的误差包括哪些方面

1、加工误差

加工误差是指被加工工件达到的实际几何参数(尺寸、形状和位置)对设计几何参数的偏离值。在生产实际中,影响加工精度的工艺因素是错综复杂的。对于某些加工误差问题,不能仅用单因素分析法来解决,而需要用概率统计方法进行综合分析,找出产生加工误差的原因,加以消除。

2、机床空间几何误差

机床空间几何误差指的是数控机床加工过程中在三维坐标中引起的几何方面的误差。

3、热误差

热误差是由于设备或机器由于热变形而产生的与预期效果之间的差异,通常是指导致的加工误差或运动误差。我们所说的热误差通常是指机床的热误差。

(9)机床会产生什么误差扩展阅读

其中,机床几何误差、热误差和力误差占总误差的65%,是影响数控机床加工精度的主要误差因素。不同的工况下各误差源所占比例是有区别的,如越是精密的机床或精密的加工,热误差所占比例越大。

机床误差运动学分析方法:

图解法:简单、直观、精度低、求系列位置时繁琐。

解析法-正好与以上相反。

实验法-试凑法,配合连杆曲线图册,用于解决实现预定轨迹问题。

思路:由机构的几何条件,建立机构的位置方程,然后就位置方程对时间求一阶导数,得速度方程,求二阶导数得到机构的加速度方程。

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