新闻资讯
行业新闻

在数控车床加工精度进步中是什么起到决定性?

所属分类:行业新闻 点击次数:1399 发布日期:2021-10-15


如何去进行相关的数控机床计算呢?从一开始的完全靠摸索,到各种各样的简化模型,再到现在的精密模型,机床的设计一直在围绕着这些理论和模型转。这些 理论和模型中间用上理论力学、材料力学、弹性力学、塑性力学、流体力学等等当时最前沿的知识,历史上有无数让后人仰慕的牛人为它奋斗了终身。但在以前,计 算方法都是简化计算或经验公式,因此对机床的精度的全面细致分析一直没有,人们虽然能造出高精密的机床,但靠的是理论的大致指导和各个方面的不停摸索出的 经验,因此对于整个工业来说,高精密的机床的生产还是手工作坊式,谁也不能完全保证这是个可复制的生产过程。直到70年代,有限元法的横空出世,模型才能 精确分析,开始比较有说服力了。正如**到处是JQ,可光补风捉影的猜测是不行的,那只会让人民群众真正关心的JQ溜掉,因此要有证据,要从心里学、社会 学出发,构建出双方详细的心里变化和活动,才能真正的发现JQ。顺便提一下,有哪位好人能给我几张猪头卡,我要用它们来对在**军版公然发展JQ的童鞋表 示广大群众的热切关心。

当然了,提出理论模型无论对错都是要付代价的,大家都是吃这碗饭的,谁会自认自己不行呢?因此吵吵嚷嚷是常态,动用学霸作风打击对方也是很常见的, 各国都如此。我的某位工科老师留学前苏联,前苏联的博士答辩委员会成员是国家指定成员来自的单位,该单位将人选上报国家后基本要这人退休后才能换 人。毕业答辩时他的一位同学选了一个高难度的课题,在学术界一直是有争论的,放国内那就是应该好好表扬的事,可答辩委员会成员听完论文后,他们之间却分成 几派吵了起来,那个倒霉的同学在上面不知所措的站着,纯洁的像个小白兔一样,最后只能第二年再答辩了。当然了,一旦模型和理论被证明正确,那就抖起来了, 那就是新一代的学霸。

顺便说一下,对于我等学机械的来说,有限元法就是圣殿呀,干机械设计的不会有限元分析,出门都不好意思和人打招呼。当然了,由于机械发展的实在是太 久了,中间出了很多的经验公式和实验数据,一般的设计,不用有限元法照样可以完成。记得本FC在课程设计时,计算校核就是经验公式、查表、查各种性能曲 线。到军工厂后惊讶的发现,搞机械设计的竟然没人懂有限元,但同时绝望的发现,他们的设计也没任何问题。他们的经验丰富到什么程度呢?设计室的主任能够简 单用笔算一下就能知道你这个设计(雷达)的重心在哪,而且误差还很小(为什么要说重心,因为雷达是旋转的,要配平,这很重要)。当然了,不管再牛B的经 验,理论和方法上一旦能精确分析,终究会变成新时代的屠龙刀法。

a、对于机床的动力来源,我在前面的介绍中已指出,直道20世纪初,很多机床仍然不是用电机来获得动力的,而是动力车间通过锅炉产生动力,传递到车 间的大梁上,再通过皮带传递到机床上。那么,机床的转速和速度的不均匀性就可想而知了,更何况,一个车间的机床的皮带都是连在一根大梁上。在历史上,人们 为降低来自动力对加工精度的影响可是动足了脑筋,在理论的支持下各种方法都用过,如工作过程中机床都开着,而不是一会有一台启动,一会有一台关机,这样可 以保持动力的总输出是稳定的,从而提高加工精度。

动力换成电机后,自然机床的加工精度就立马提高了。现在么,有的机床开始不用普通电机而用各种先进的伺服电机了。

b、车床床身的震动和弹性变形对加工精度的影响,解决的方法就不是加工精度更高,而是修改设计。如中间增加横梁(比如,平行四边形受力很容易变形, 而变成田字形就好了)、修改尺寸形状等(不同的尺寸和外形,对震动的响应是不一样的)。一般设计师们不会采用换材料的方法,因为床身很重的,换材料成本太 高了。在这中间,对床身的精度要求没变,但车床的加工精度已经变好了。

有限元在这方面是个利器,但机床的模型正确与否直接决定了最终效果。

c、说实话,齿轮箱的变化到不大(其中的轴承放在下面谈),但是,这也仅仅是看起来。它是一个对理论设计和精密度要求都很高的东东。比如说,斜齿轮 和人字齿轮就比直齿轮运动平稳、噪音小,凸面直齿也比普通直齿效果好。但是,应用最广的直齿轮最主要的变化是提高了加工精度,其它的更多的是靠摸索,有理 论指导下的摸索,也有瞎猫碰死耗子的摸索。这简直就快成特列了。

但是,在这漫长的过程中,齿轮箱的设计可是理论翻新很多,要达到效果就千万不要把希望完全寄托在齿轮的加工精度上,别忘了这中间还有很多受力变形的问题,这些问题的解决比完全指望齿轮的精度要有意义。当然了,经验在其中也起着重要作用。

d、在车床中,主轴系统是个极其关键的部分,当然,车床头上装轴承的孔精度越高越好,但轴承的精度却是其中的关键,对于轴承的精度,滚珠是其中的关 键,但这不是指滚珠的精度!在主轴受力后,力传递到轴承的内圈套上,简单的说有轴向力和径向力,这些力有传递到滚珠上,而滚珠之间是有间隙的,在这种情况 下,有的滚珠之间很挤,有的很松,轴承的内圈在此情况下变形,轴的旋转自然也就不是同心的了,而是一个锥形。因此,不同受力指标的轴承,滚珠的大小、数 量、滚珠和滚道在轴向的间隙等都要靠理论分析来决定,这个因素比滚珠的精度要重要的多,可以说是对轴承精度影响最大的因素。当然,轴承的内、外圈的精度、 滚珠及滚道的硬度等等也是因素。

我曾见到过回转精度极高的密珠轴承,简单说它就是靠里面密集的小滚珠实现了高精度。可它正因为滚珠小且密集,只能低速、受力小,因此常用在高精密仪 表的转台等上,基本无法在机床上应用。当然了,轴承的种类实在太多,滚针、气压、油膜、液压等等,可能在机床领域使用的就很少了。

轴承在一代代先进理论的指导下,精度越来越高,自然,机床的精度也水涨船高了。合理的设计主轴,也能相当的提高机床的精度。

e、刀具是机床中直接实现切削的部分。前面已经提过,它扯到的理论太多太复杂,每一次进步都是不容易的。我曾经因为工作需要,买过多本详细研究切削 加工过程的书,作者都是世界著名大学的教授主任之类的,里面的分析从宏观到微观,理论一套又一套,假设一个又接一个,加工断面的显微图一张又一张,其中的 理论都有事实和显微图为依据,可仍然不能像理论力学那样自圆其说,矛盾也很多,最后的结论仍然是经验型的,当然也是先进的。物理对物体的微观研究早就到原 子内部,但加工过程的机理仍然还在探索之中。

但对于刀具而言,它在加工的重要性是个很有意思的话题,一方面,它也没什么极其重要的,另一方面它一旦有了突破却又能震惊业内人士,让大家感觉到不 可思议。比如说,车床,刀具可以工人自己做,就是焊点高速钢到到刀柄上,用的差不多了就重新焊点上去。当然,也有卖完整刀具的,两者使用起来,后者对刀很 容易,一次加工的深度可以很深,由于外形合理,使用受命要长,而且加工磨损小,对保持一刀加工中的精度很有好处,但一但用的差不多了,就只能报废买新的 了。可我用前者多加工几次,注意对刀,一样能达到后者的加工精度,而且使用成本还低的多。后者在技术上代表了技术的突破,是发展方向,可前者也不是就不行 了。因此,我国的刀具行业的落后,有它的原因,但决不是说刀具差了就干不了活。

我希望大家能正确认识这方面的问题。

f、工艺

现在又说到工艺了,工艺的重要性大家都很清楚了。经常有人说“我们能设计出来,可工艺不行,因此造不出来”,很遗憾,绝大部分情况下,尤其是机械方 面,这个说法就是错误的。工艺本身就是设计的一部分。工艺本身就是一个很复杂的理论和无数方法的集合。说句实话,工艺对各种理论的要求相当高,由于它牵扯 的方面太多,故而难度很大。一个好的设计师,本身的知识就要包括要具备好的工艺知识,能够利用各方面的理论知识去找到工艺方法。不要以为方法就是没什么技 术知识含量的,其实它的技术知识含量相当高。

如要加工一个超长轴或超大件,现有的车床不能完成,可牛X的工艺师会设计出巧妙的装夹具,用它去完成加工,这其中要用各种理论证明装夹具能保证加工件要求的精度。在机床的生产过程中有大量的装夹具,这些装夹具保证了机床的精度。

不论机床的哪部分,一旦有了更好的理论分析,往往就意味着机床又开始进步了。


上一篇:没有了

下一篇:五轴联动数控机床母机在哪里?

在线客服
热线电话

139 6833 1199


微信扫一扫