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讲述关于cnc机加工尺寸和形状会受哪些因素影响?

文章出处:公司动态 责任编辑:东莞市祥盈金属制品有限公司 发表时间:2025-01-07
  ​1、机床本身的因素
机床精度:
几何精度:cnc机加工包括机床的坐标轴的直线度、垂直度和平行度等。例如,X 轴和 Y 轴之间如果不垂直,在加工平面时就会导致加工出的零件形状产生偏差,出现平行四边形的误差。对于车床来说,主轴的径向跳动和轴向窜动会直接影响工件的圆柱度和同轴度。如果主轴径向跳动过大,加工出的圆柱体会出现圆度误差,表面粗糙度也会变差。
cnc机加工
定位精度和重复定位精度:定位精度决定了机床能够将刀具准确地定位到指定位置的能力。例如,在加工一个有多个孔位要求的零件时,若机床定位精度不足,孔的位置精度就无法保证。重复定位精度则影响批量加工的一致性。如果重复定位精度差,在加工同一批次的零件时,相同尺寸和位置的加工特征会出现尺寸波动。
机床的刚性:
机床的床身、立柱、导轨等部件的刚性对加工尺寸和形状有重要影响。当机床刚性不足时,在切削过程中,由于切削力的作用,机床会产生变形。例如,在进行强力切削时,铣床的工作台可能会因为刚性不够而发生挠曲变形,导致加工平面的平整度下降。对于车床,刀架的刚性不足会使刀具在切削力作用下产生位移,影响工件的尺寸精度和表面质量。
机床的热稳定性:
机床在工作过程中,由于电机、主轴、导轨等部件的运动产生热量,会引起机床各部分的热变形。例如,数控车床的主轴长时间高速运转,会使主轴本身以及与之相连的零件温度升高而膨胀。如果热变形没有得到有效的补偿,就会导致加工尺寸的偏差。特别是在精密加工中,热变形对尺寸精度的影响可能达到几微米甚至更大的偏差。
2、刀具方面的因素
刀具的精度:
刀具的尺寸精度直接影响cnc机加工尺寸。例如,铣刀的直径精度、钻头的直径精度等。如果铣刀的实际直径比标称直径大,加工出的槽宽或轮廓尺寸就会偏大;反之则偏小。刀具的几何形状精度也很关键,如刀具的刃口直线度、圆度等。对于成型刀具(如螺纹刀具),其形状精度更是决定了加工形状的准确性。
刀具的磨损是影响加工精度的重要因素。随着刀具的使用,刃口会逐渐磨损。在车削过程中,刀具磨损后,会使工件的直径尺寸逐渐变大;在铣削时,刀具磨损会导致加工表面的粗糙度增加,尺寸精度下降。刀具磨损到一定程度后,还可能引起切削力的变化,进而影响加工形状,如在加工平面时,由于刀具磨损导致切削力不均匀,会使加工平面出现波浪状。
刀具的装夹精度:
刀具在机床主轴或刀架上的装夹精度会影响加工精度。如果刀具装夹不牢固,在切削过程中可能会发生松动或位移,导致加工尺寸偏差和形状误差。例如,在铣削加工中,铣刀装夹后的径向跳动和轴向窜动过大,会使加工出的表面不平整,产生振纹,并且会影响加工尺寸的准确性。
3、工件材料与装夹因素
工件材料特性:
工件材料的硬度、韧性、弹性模量等物理性质对加工精度有影响。例如,硬度较高的材料在切削时,切削力较大,容易引起机床和刀具的振动,从而影响加工表面质量和尺寸精度。对于韧性好的材料,切屑容易产生连绵不断的情况,可能会缠绕在刀具上,影响切削效果和加工精度。材料的热膨胀系数也很关键,在加工过程中,如果材料受热膨胀,而没有考虑到这一因素,加工后的尺寸在冷却后就会出现偏差。
工件装夹方式与精度:
工件的装夹方式直接决定了其在机床上的定位精度。如果装夹不牢固,在切削过程中工件会发生位移,导致加工尺寸和形状出现误差。例如,在车床加工中,使用三爪卡盘装夹工件时,如果卡盘的精度不够或者卡爪没有均匀地夹紧工件,工件在旋转过程中就会产生跳动,使加工出的圆柱面出现圆度误差。对于形状复杂的工件,合适的装夹方式和工装夹具设计至关重要,如在cnc机加工异形零件时,需要使用专用的夹具来保证工件的正确定位和固定。
4、编程与加工工艺因素
编程精度:
数控编程中的数值计算精度和指令编写准确性会影响加工精度。在计算刀具路径时,如果数值舍入误差过大,会导致刀具实际运动轨迹与理想轨迹有偏差。例如,在进行圆弧插补编程时,圆心坐标和半径的计算精度不够,会使加工出的圆弧形状不精确。编程中的刀具补偿设置也很重要,若刀具半径补偿或长度补偿设置错误,会导致加工尺寸出现偏差。
加工工艺参数选择:
切削速度、进给量和切削深度是加工工艺的关键参数。切削速度选择不当会影响刀具寿命和加工表面质量。如果切削速度过高,刀具磨损加剧,容易产生加工尺寸误差;如果切削速度过低,会使加工效率低下,并且在加工某些材料时,可能会引起积屑瘤,影响加工表面的尺寸精度和形状精度。进给量过大,会使加工表面粗糙度变差,尺寸精度降低;切削深度过大,则可能引起切削力过大,导致机床变形和工件振动,影响加工精度。

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