衡量加工中心质量的方法有很多,但主要要求是工艺性好、系列化、通用化和标准化程度高、结构简单、重量轻、工作可靠和生产率高。
1.加工中心的振动和变形
所有电气产品在运行过程中都会发生不同程度的振动。这种伴随机械运转的振动往往会影响内部部件的啮合程度,不仅直接导致加工刀具的使用寿命,而且很大地影响加工精度。随着机械运行周期的延长,伴随着刚度变形和热变形。众所周知,加工中心的运行环境相对复杂,机械碰撞不可避免。刚度较低的加工中心在整个操作过程中受到的碰撞损坏要比刚度较高的加工中心大得多。这台加工中心的内部部件很容易被碰掉和错位,这导致加工中心无法正常工作。机械加工工程中的热变形通常是指加工中心内部热源对加工精度的影响。通常有两种热源,一种是由外部环境引起的,如阳光和加热设备,另一种是机器内部部件运行过程中摩擦产生的热量。这种不均匀的热源会加剧不同温度对加工零件不同位置的干扰。此外,各种部件的热膨胀系数存在差异,这将影响加工精度。
2.精度和表面粗糙度
为了保证被加工零件的精度和表面粗糙度,加工中心本身须具有一定的几何精度、运动精度、传动精度和动态精度。
几何精度是指加工中心不运转时零件之间的相互位置精度和主要零件的形状精度和位置精度。加工中心的几何精度对加工精度有重要影响,因此是评价加工中心精度的主要指标。
运动精度是指加工中心以工作速度运行时主要零件的几何位置精度。几何位置变化越大,运动精度越低。
传动精度是指加工中心传动链各端执行机构之间运动的协调性和均匀性。
以上三项精度指标均在空载条件下测试。为了充分体现加工中心的性能,要求加工中心在温升作用下具有一定的动态精度和主要零件的形位精度。
影响动态精度的主要因素是加工中心的刚度、抗振性和热变形。
加工中心的刚度是指加工中心在外力作用下抵抗变形的能力。加工中心刚度越大,动态精度越高。加工中心的刚度包括加工中心各部件本身的刚度和部件之间的接触刚度。加工中心部件本身的刚度主要取决于部件本身的材料性能、截面形状和尺寸。元件之间的接触刚度不仅与接触材料、接触表面的几何尺寸和硬度有关,还与表面粗糙度、几何精度、加工方法、接触表面介质、预压力等因素有关。
加工中心的振动可分为受迫振动和自激振动。自激振动是切削过程中产生的连续振动,不受任何外力或激振力的干扰。在激振力的持续作用下,系统引起的振动为强迫振动。加工中心的抗震性能与加工中心的刚度、阻尼特性和质量有关。
由于加工中心各部件的热膨胀系数不同,导致加工中心各部件产生不同的变形和相对位移,称为加工中心热变形。由热变形引起的误差*可占总误差的70%。
目前加工中心的动态精度没有统一的标准,通过切削典型零件所达到的精度来间接评价加工中心的动态精度。