数控龙门铣床精度变差是一个较为复杂的问题,可能由以下多种原因导致:
一、机械部件磨损
导轨磨损
龙门铣床的导轨是保证工作台和刀具运动精度的关键部件。长时间使用或者在高负载的工况下,导轨表面会产生磨损。例如,当导轨与滑块之间的润滑不良时,摩擦系数增大,会加速导轨的磨损。磨损后的导轨表面不再平整,这会导致工作台在移动过程中出现直线度和平面度误差。
对于滚动导轨,滚动体(如滚珠或滚柱)的磨损也会影响精度。一旦滚动体磨损,其直径变小,会使导轨副之间的间隙变大,在运动过程中就会产生振动和位移偏差。
丝杆磨损
丝杆是将电机的旋转运动转换为工作台直线运动的重要传动部件。在频繁的往复运动中,丝杆的螺纹部分容易受到磨损。如果丝杆磨损,会导致丝杆与螺母之间的间隙增大。例如,在铣削加工时,当工作台需要进给时,由于间隙的存在,会使实际进给量与设定进给量产生偏差,从而影响加工精度。
主轴部件磨损
主轴是安装刀具并带动其旋转的关键部件。主轴轴承的磨损会导致主轴的径向跳动和轴向窜动增大。比如,在进行高精度的铣削加工时,主轴的径向跳动会使刀具在旋转过程中偏离理想的加工位置,加工出的工件表面粗糙度增加,尺寸精度也会受到影响。而且,主轴锥孔的磨损会使刀具安装后出现偏心,同样会降低加工精度。
二、电气系统故障
电机故障
驱动工作台和主轴的电机如果出现问题,会影响机床的精度。例如,伺服电机的编码器故障,编码器是用于检测电机转子位置和速度的装置。一旦编码器出现故障,会导致电机的控制精度下降。在加工过程中,可能会出现工作台速度不稳定或者主轴转速不准确的情况,进而影响加工精度。
电机的绕组短路或断路也会使电机输出的扭矩和转速发生变化。对于需要控制扭矩的铣削加工,如在进行强力铣削时,电机输出扭矩不足会导致刀具切削深度不够,无法达到预定的加工精度要求。
控制系统故障
数控系统是龙门铣床的大脑,它控制着机床的各个运动轴。如果数控系统中的控制参数出现错误,例如,进给速度参数设置不当,会使工作台的实际进给速度与编程速度不一致。另外,数控系统中的软件故障,如程序出现漏洞或者受到病毒感染,可能会导致机床在加工过程中出现错误的动作,从而影响精度。
控制系统中的信号传输线路故障也不容忽视。如果信号线受到电磁干扰、破损或者接触不良,会使控制信号在传输过程中出现失真或中断,导致机床运动部件无法准确执行指令。
三、切削参数设置不合理
切削速度不当
如果切削速度过高,刀具磨损会加剧。例如,在铣削钢材时,过高的切削速度会使刀具刃口温度急剧上升,导致刀具材料软化,刃口磨损加快。磨损后的刀具在切削过程中,会使工件的尺寸精度和表面质量下降。
相反,切削速度过低,会使切削力增大。过大的切削力会使机床的工作台和刀具产生振动,影响加工精度。特别是在进行薄壁零件的加工时,这种振动可能会导致零件变形,无法满足精度要求。
进给量不合理
进给量过大,会使切削力超出机床和刀具的承受能力。例如,在进行深槽铣削时,过大的进给量可能会导致刀具折断,同时也会使工件表面产生明显的刀痕,影响表面粗糙度和尺寸精度。
进给量过小,则会使加工效率降低,并且在某些情况下,由于切削厚度太薄,刀具可能会在工件表面产生挤压和摩擦,使工件表面产生硬化层,影响后续的加工精度。
四、环境因素
温度变化
数控龙门铣床在工作过程中会产生热量,如电机、主轴等部件的发热。同时,环境温度的变化也会对机床精度产生影响。当机床温度升高时,机床的各部件会发生热膨胀。例如,床身的热膨胀会使导轨的直线度发生变化,导致工作台的运动精度下降。
如果机床从一个温度较低的环境突然转移到温度较高的环境中,由于各部件的热膨胀系数不同,会产生热变形应力,也会影响机床的精度。
振动干扰
机床周围的振动源,如其他大型设备的运转、交通车辆的行驶等,会对龙门铣床产生振动干扰。这种振动会使机床在加工过程中产生颤振。例如,在进行高精度的平面铣削时,机床的颤振会使加工表面出现波纹,严重影响表面质量和尺寸精度。