工廠采用立式加工中心精密數(shù)控機(jī)床(加工中心、電火花、線切割等機(jī)床)進(jìn)行高精度加工。有沒有這樣的經(jīng)歷:每天早上開機(jī),第一片的加工精度往往不夠好;長假后加工的第一批零件精度往往不穩(wěn)定,高精度加工的故障概率極高,尤其是位置精度。
沒有精密加工經(jīng)驗(yàn)的工廠往往將精度不穩(wěn)定歸咎于設(shè)備質(zhì)量問題。但是有精密加工經(jīng)驗(yàn)的工廠會非常重視環(huán)境溫度和機(jī)床之間的熱平衡。他們很清楚,即使是高精度的機(jī)床,也只有在穩(wěn)定的溫度環(huán)境和熱平衡下才能獲得穩(wěn)定的加工精度。啟動后將立式加工中心機(jī)床投入高精度加工時(shí),對立式加工中心機(jī)床進(jìn)行預(yù)熱是精密加工最基本的常識。
一、為什么要預(yù)熱立式加工中心機(jī)床?
數(shù)控立式加工中心機(jī)床的熱特性對加工精度有重要影響,幾乎占加工精度的一半。機(jī)床主軸、XYZ動軸使用的導(dǎo)軌、絲杠等部件在運(yùn)動過程中會因載荷和摩擦而發(fā)熱變形,但主軸和XYZ動軸部件相對于工作臺的位移最終會影響熱變形誤差鏈中的加工精度。
長時(shí)間停止運(yùn)轉(zhuǎn)的立式加工中心機(jī)床和熱平衡的機(jī)床加工精度差別很大。原因是數(shù)控機(jī)床主軸和動軸運(yùn)行一段時(shí)間后溫度相對保持在一個(gè)固定的水平,隨著加工時(shí)間的變化,數(shù)控機(jī)床的熱精度趨于穩(wěn)定,說明加工前對主軸和動部件進(jìn)行預(yù)熱是非常必要的。
而機(jī)床“熱身運(yùn)動”的準(zhǔn)備,很多工廠都忽略或不知道。
二、如何預(yù)熱立式加工中心機(jī)床?
如果立式加工中心機(jī)床擱置超過幾天,建議在高精度加工前預(yù)熱30分鐘以上;如果靜置條件只有幾個(gè)小時(shí),建議在高精度加工前預(yù)熱5-10分鐘。
預(yù)熱過程是讓立式加工中心機(jī)床參與加工軸的重復(fù)運(yùn)動,最好進(jìn)行多軸聯(lián)動,比如讓XYZ軸從坐標(biāo)系左下角位置移動到右上角位置,反復(fù)對角行走。
執(zhí)行時(shí),可以在立式加工中心機(jī)床上編寫一個(gè)宏程序,使立式加工中心機(jī)床可以反復(fù)進(jìn)行預(yù)熱動作。例如,在數(shù)控機(jī)床長時(shí)間停止運(yùn)行或加工高精度零件之前的情況下,根據(jù)數(shù)學(xué)三維橢圓參數(shù)曲線和預(yù)熱后的機(jī)床空間范圍,以T為自變量,以XYZ三個(gè)運(yùn)動軸坐標(biāo)為參數(shù)變量,按照一定的增量步長,以指定XYZ運(yùn)動軸的最大范圍為參數(shù)曲線的邊界條件, 并且主軸轉(zhuǎn)速和XYZ運(yùn)動軸進(jìn)給速度與自變量T相關(guān)聯(lián),讓其在規(guī)定范圍內(nèi)連續(xù)變化,生成可識別的數(shù)控機(jī)床數(shù)控程序,用于驅(qū)動機(jī)床各運(yùn)動軸產(chǎn)生同步空載運(yùn)動,并伴隨運(yùn)動過程中主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度的控制變換。畫
山東北一數(shù)控溫馨提示,機(jī)床充分預(yù)熱后,動態(tài)機(jī)床就可以投入高精度加工生產(chǎn),你會得到穩(wěn)定一致的加工精度。