技术资料

小型数控钻铣床的铣削加工

发布日期:2015-07-29 |
分享
加入收藏关注:

小型数控铣床的铣削加工

       本公司生产研制的一款小型数控铣床目前正在做系统调试和精度测试。因为尽管这款小型数控铣床各个关键部件精度都非常高,但因为部件之间装配精度的不确定性,使得整个铣床系统会产生较大的空间误差。公司工程师运用多体系统运动学理论,建立了微铣床空间综合误差模型;然后,安装运动传感器测头(量程为300μm,分辨率为0.03μm),在运动平台进给一段距离后,传感器读数变化即可反映该运动平台的各项空间误差分量的特征,利用3个轴的误差模型参量测量值计算获得 X、 Y和 Z轴运动平台进行空间误差补偿的分量;最后采用实时补偿和综合动态补偿方法相结合的方案,将计算出的误差修正值叠加后输出到各轴的驱动控制单元,从而实现运动误差的补偿,进一步提高了小铣床的定位精度,误差补偿方案的流程如图7所示。
 
    经测试,本小型微细铣床最终的定位精度达到1μm,能够进行较高质量的微细铣削加工,小铣床实物如图8所示。
 
    2.2铣削加工试验
    为了考察该微细铣床的实际加工能力,课题组使用直径为0.2 mm的微径球头端铣刀和平头端铣刀,进行了微直槽及薄壁、微同心圆槽的典型微结构的铣削加工,铣削加工所使用的材料均是工业硬铝 LY12。
 
    2.2.1微直槽及薄壁铣削试验
    微直槽及薄壁铣削试验中,采用直径0.2 mm的硬质合金二刃球头端铣刀,对硬铝 LY12材料进行分层铣削,获得了微直槽及薄壁结构。其主要工艺参数为:主轴转速50000 r/min,进给速度30 mm/min, Z方向背吃刀量5μm,图9为微直槽及薄壁横截面尺寸示意图。
 
    利用显微镜对加工的微直槽及薄壁结构进行观察,薄壁边缘清晰;运用后期图像处理分析软件进行几何尺寸测量,薄壁的平均厚度小于30μm,直槽的平均深度大于400μm,微直槽槽宽的最大尺寸误差为1.3μm,使用 Talor Hobson Form120表面粗糙度轮廓仪测得槽底表面粗糙度为176 nm,如图10和图11所示。结果说明该微细铣床在一维方向上的加工性能良好,可以实现大深宽比的微小零件的加工。
 
    2.2.2微同心圆槽铣削试验
    微同心圆槽铣削试验中,采用直径0.2 mm的硬质合金二刃平头端铣刀,对硬铝 LY12材料进行铣削,其主要工艺参数为:主轴转速40000 r/min,进给速度20 mm/min, Z方向背吃刀量3μm。图12为微同心圆槽横截面尺寸示意图。
 
    利用显微镜对加工的微同心圆槽进行观察,微同心圆槽轮廓清晰;运用后期图像处理分析软件进行几何尺寸测量,壁厚小于50μm,圆槽的深度从100μm到250μm不等,圆度误差小于1μm,同心度误差小于1μm,微同心圆槽槽宽的最大尺寸误差为1.6μm,使用 Talor Hobson Form120表面粗糙度轮廓仪测得槽底表面粗糙度为204 nm,如图13、图14所示。结果说明该微细铣床在二维方向上的加工性能良好。
 
    2.2.3试验结果分析通过几个典型微结构的微细铣削加工试验,获得了较好的加工效果,也进一步验证了该微细铣床系统的良好加工性能,但由于机床振动、主轴动不平衡及径向跳动、刀具几何形状不对称及切削力周期性变化等原因,使得实际加工尺寸与预期有一些偏差,经计算分析,微直槽的偏差值大约为0.9μm,微同心圆槽的偏差值大约为1.2μm,今后需要采取减少机床振动,控制主轴动平衡和径向跳动等措施来减少加工偏差,提高机床的加工质量,实现更好的加工效果。
 
    3结束语
 
    加工试验结果显示,该小型数控铣床的加工精度高,加工的工件表面质量好,已经具备了加工介观尺度的高深宽比微小零件的能力,体现了微细铣削加工方式的特点及优势。今后需要采取措施减小主轴振动的不利影响,进一步提高铣床的加工精度;并深入研究材料的微观结构对微细铣削过程的影响,逐渐掌握微细铣削最优加工工艺方案。
相关文章

小型数控钻铣床提高企也生产效率

手机站二维码
客服 客服 客服

产品中心

资料下载

返回

回到顶部