立式加工中心误差分析研究

1、    立式加工中心误差分析研究    王彪 柏鹏春摘 要： 在机床加工设备的时候，零件的精度一方面是通过加工工艺保证的，另一方面是通过设备的精度保证的，立式加工中心是主要的加工设备，加工的零件结构也复杂，需要的精度也高，本文研究分析立式加工中心以及机床误差的检测方法，同时分析机床误差测试、分析滚珠丝杠副，通过一些关键系统的分析，将机床的加工误差降到最低，保证零件的加工精度。关键词： 加工中心；机床误差的检测；机床误差测试分析滚珠丝杠副1.加工中心立式加工中心通过结构可以分为制冷系统、气动系统、润滑系统、切屑系统、机床部件系统，具体介绍如下：（1）冷却系

2、统，机床在对零件进行加工的时候，会产生热量，有的是主轴加工的时候，零件与设备之间产生的热量，有的是机床本身运行产生的温升，所以需要制冷系统进行降温；（2）气动系统，在数控机床中，点、液压式必不可少的，但是气动系统也是非常重要的，主轴上有密封吹气，同时有些电磁阀也是气动的；（3）排屑系统，机床在对零件进行加工的时候，会产生一些金屬屑，这些是加工过程中产生的废料，在机床中会影响加工，所以需要排屑系统讲其排出；（4）润滑系统，通过供油泵将润滑油提供给立式加工中心的立柱、床身、滑座、工作台等，为机床减少摩擦力；（5）机床部分，该部分包含很大，有机床本体、传动系统、进给系统、主轴系统等；通过这些构建一个

3、加工设备。2.机床误差的检测对立式加工中心的误差检测是保证加工精度的前提，误差检测利用的是方向间隙误差方法进行的，该方法的原理是机床本身的部件和零件非常多，机床在传动的时候，系统在运动的时候是不可避免的产生装配游隙，从而产生误差，这个误差也就是在实际工作的时候，机床的行程与设计时候的行程之间有差异造成的，在加工中，不断的积累，最终会影响机床的刀具，从而影响加工精度。立式加工中心设备在设计的时候和后期的运行都会出现误差，那就需要有相应的检测方法，定位精度的检测，是通过数控系统的控制，运动部件在各个坐标轴上能够精确定位到目标点的能力或精度叫做定位精度，定位精度检测是依赖于激光干涉法和球列法对机床进

4、行检测。上图中，序号1代表的是激光，发射出两束激光，分别为f1和f2，通过2的1/4波片和3、4的分光片，5、7、8为反光镜，6是机床滑鞍，最终成型进入计算机，通过对频率的不同和变化，分析运行误差。3.机床误差测试分析通过以上的分析，利用激光干涉仪、磁粉制动器、加工试件对立式加工中心进行误差测量分析，实验的方法从以下几个方面进行：（1）机床预干涉检测，机床在工作或者加工的时候，是不可以出现干涉现象的，这样会影响机床的使用，通过手动和自动空运行，检测机床各部件的运动参数，统计在实验数据内；（2）精度检测，对机床x、y、z轴的定位精度进行检测，同时还要检测重复定位精度、几何精度；（3）x轴实验，对

5、主轴进行实验，外施加0.75倍的轴向抗力，一直施加，时间持续48h，记录期间的故障数据；（4）y、z轴与x轴一样，也施加0.75倍外力，并验证试验后的精度；（5）将机床开启，在处于加工运行状态中，对主轴进行加载实验，时间不低于48h，接受后进行精度验证；（6）空运转实验，在规定的换刀时间内对规定的重刀、长刀和最大直径刀进行换刀实验。通过以上这些实验步骤，记录数据，图3.1为结果曲线。结论立式加工中心机床的优点就是在于加工精度高、加工时候运行平稳、加工范围广，在机床的设计时候，需要对整个设备进行误差分析，本文主要是通过反向间隙误差的测量方法，对立式加工中心的加工轴、丝杠等一些关键性位置进行检测，总结出加工误差的处理方法和加工时候误差的补偿方式，同时根据加工中心加工时候参数对加工过程进行分析，通过这些参数的变化可以对设备的工作能力和加工方向进行指导优化，加工中心的滚珠丝杠副是整个进给的主要零件，所以保证它的精度，也就变相保证进行的精度，最终保证加工精度。参考文献1 丁海萍.xh713型车铣加工中心设计改造及加工精度误差分析研究.d.南京理工大学.2012.2 王秀山.陈英.国外数控机床误差建模与补偿技术研究的历史及现状分析.j.科技情报开发与经济.2010（31）：151-154.3 宋现春.姜洪奎.高等滚珠丝杠副弹性变形的有限元