數(shù)控機(jī)床加工操作中的誤差解析

陳志勇

摘 要：我國(guó)機(jī)械化加工行業(yè)在這些年發(fā)展速度迅速，且需求量大，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要作用。而面對(duì)數(shù)控機(jī)床加工操作中所存在的問(wèn)題，不僅影響數(shù)控機(jī)床加工行業(yè)的發(fā)展，同時(shí)由于零部件精度不足常導(dǎo)致工件無(wú)法裝配及機(jī)械設(shè)備使用壽命降低，影響其使用與發(fā)展。筆者對(duì)目前數(shù)控機(jī)床加工操作中所存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，提出了避免誤差產(chǎn)生的方法及策略，以便為數(shù)控機(jī)床加工精度的控制提供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；加工操作；誤差解析

數(shù)控機(jī)床對(duì)實(shí)現(xiàn)金屬零部件高精度加工具有重要意義。而隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)速度的加快，數(shù)控機(jī)床加工行業(yè)發(fā)展將會(huì)更大的發(fā)展。但目前數(shù)控機(jī)床加工中常由于機(jī)床設(shè)備問(wèn)題及人員操作問(wèn)題常導(dǎo)致零部件加工誤差較大，影響后期裝配工作的開(kāi)展，也會(huì)對(duì)后期設(shè)備使用壽命造成極大影響。對(duì)于此，在用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行零部件加工中應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)管理，以減少零部件加工誤差，減少由于加工誤差而導(dǎo)致的損失及影響設(shè)備使用。

一、數(shù)控機(jī)床加工操作中的誤差原因分析

1.程序編制中的誤差分析說(shuō)明

對(duì)于數(shù)控機(jī)床加工誤差，編程誤差應(yīng)作為重點(diǎn)考慮，如逼近誤差，在數(shù)控機(jī)床中對(duì)零部件進(jìn)行加工時(shí)，數(shù)控機(jī)床裝置中存在不同的插補(bǔ)功能，即在零件輪廓相逼近的過(guò)程中，直線與圓弧方式進(jìn)行是主要方式，而采用該種模式時(shí)，在逼近零部件時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大誤差，常指插補(bǔ)誤差。這種情況常導(dǎo)致機(jī)械加工件精度無(wú)法到達(dá)設(shè)計(jì)要求。

2.控制系統(tǒng)誤差影響分析

對(duì)數(shù)控機(jī)床操作控制系統(tǒng)，由于其未配置檢測(cè)裝置，同時(shí)也未配置反饋電路，因此，在設(shè)備運(yùn)行中無(wú)法對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的誤差通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行反饋，而這種誤差其主要是由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)所造成。而這種誤差，主要由以下幾種，其一是動(dòng)態(tài)誤差，其主要是由于電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中的震動(dòng)問(wèn)題所產(chǎn)生的，如由于零部件加工中所采用低頻加工，其常會(huì)導(dǎo)致共振情況，對(duì)誤差產(chǎn)生具有重要意義。其二是啟停誤差，如零部件加工中發(fā)生啟停，在電動(dòng)機(jī)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致刀具切削變化，影響精度。

3.數(shù)控機(jī)床操作誤差影響分析

數(shù)控機(jī)床操作所帶來(lái)的誤差主要有以下幾種：首先，測(cè)量誤差是主要因素，如由于受到測(cè)量器具及測(cè)量者操作技能的問(wèn)題，常導(dǎo)致其測(cè)量數(shù)據(jù)存在較大的差異，影響其加工尺寸。其二，刀具磨損問(wèn)題也是主要因素，如在數(shù)控機(jī)床連續(xù)加工中，由于刀具長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行磨損而產(chǎn)生高溫，導(dǎo)致其刀尖磨損，切削精度降低。其三，反向失動(dòng)量誤差也是主要因素，如機(jī)床在加工中由于機(jī)械間隙及機(jī)床傳動(dòng)部件問(wèn)題而導(dǎo)致誤差，影響機(jī)加工精度。此外，對(duì)刀誤差也是主要問(wèn)題，如機(jī)床加工過(guò)程中，在刀具移動(dòng)至起刀位置時(shí)，受操作系統(tǒng)的影響會(huì)導(dǎo)致對(duì)刀誤差產(chǎn)生，對(duì)制件精度造成影響。

4.零部件定位誤差影響分析

采用數(shù)控機(jī)床對(duì)零部件進(jìn)行加工時(shí)，必須采用合適的夾具對(duì)零部件進(jìn)行精準(zhǔn)定位，且定位應(yīng)牢固，不得受到影響。如存在定位問(wèn)題，或相同零部件定位不一致，常導(dǎo)致零部件加工精度偏差，其結(jié)果將致使加工件尺寸問(wèn)題存在大的偏移，對(duì)零部件裝配造成問(wèn)題，對(duì)于此，在實(shí)際機(jī)械加工中應(yīng)引起重視與避免。

二、關(guān)于數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工中控制誤差的措施分析

1.做好編程誤差的控制與規(guī)避

對(duì)于編程誤差的控制，首先在零部件加工前，應(yīng)根據(jù)零部件編寫切實(shí)可行的加工程序。如可采用手工編程形式，而這種形式對(duì)于簡(jiǎn)單零部件加工可起到一定效果；而對(duì)于復(fù)雜零部件的加工。采用計(jì)算機(jī)輔助編程可起到一定的效果。但采用計(jì)算機(jī)編程，對(duì)其進(jìn)行換刀點(diǎn)及軌跡設(shè)置時(shí)，難免會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。對(duì)于此，在對(duì)數(shù)控機(jī)床加工中應(yīng)結(jié)合零部件特性，探索數(shù)控機(jī)床內(nèi)部功能與開(kāi)發(fā)，探索有效編程方法，并強(qiáng)化計(jì)算機(jī)輔助編程在數(shù)控機(jī)床加工中的應(yīng)用，以免加工中出現(xiàn)走空刀的情況，減少編程誤差問(wèn)題。

2.加強(qiáng)控制系統(tǒng)誤差控制

關(guān)于控制系統(tǒng)誤差的問(wèn)題，首先應(yīng)做好加工原價(jià)的選擇，如在條件允許的情況下，盡可能選擇步進(jìn)角較少的設(shè)備，即在設(shè)備選型中應(yīng)做好電動(dòng)機(jī)選擇。其二，做好驅(qū)動(dòng)電路環(huán)節(jié)，如針對(duì)電動(dòng)機(jī)控制環(huán)節(jié)，應(yīng)選擇好的驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施作業(yè)，促使電動(dòng)機(jī)步拒角減少，一起到提高設(shè)備加工精度的目的。另，從控制系統(tǒng)入手解決操作誤差的問(wèn)題，開(kāi)環(huán)系統(tǒng)控制應(yīng)特別引起重視。如增設(shè)類似直光柵的檢測(cè)裝置，對(duì)由于通道產(chǎn)生的誤差進(jìn)行監(jiān)視與補(bǔ)償。以便彌補(bǔ)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作運(yùn)行中的缺陷問(wèn)題。

3.控制人為操作誤差的產(chǎn)生

在對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工中，人為操作誤差是不可避免的問(wèn)題，如何控制用從多方面進(jìn)行。一方面應(yīng)加強(qiáng)對(duì)員工技能的培訓(xùn)與提高，如企業(yè)采取有效措施制定相應(yīng)制度與規(guī)程，規(guī)范員工作業(yè)流程，并強(qiáng)化培訓(xùn)與考核，使員工能夠養(yǎng)成良好作業(yè)習(xí)慣及提高其綜合技能，以減少員工誤操作對(duì)零部件加工所帶來(lái)的誤差。另一方面，加強(qiáng)設(shè)備保養(yǎng)與維護(hù)，對(duì)于存在的設(shè)備異常問(wèn)題，工作人員應(yīng)及時(shí)處理，同時(shí)對(duì)設(shè)備做好保養(yǎng)與維護(hù)，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備性能的優(yōu)良保存，以便實(shí)現(xiàn)設(shè)備的高精度加工。

4.做好零部件加工定位與保持

對(duì)于連續(xù)性、批量化生產(chǎn)中，數(shù)控機(jī)床加工中的零部件定位問(wèn)題應(yīng)重點(diǎn)考慮。一方面應(yīng)做好工裝夾具的制作，針對(duì)不同的工件，應(yīng)制定不同且適應(yīng)的夾具，以符合零部件在加工過(guò)程中不發(fā)生位移等缺陷而導(dǎo)致誤差。；另一方面，在制件加工后應(yīng)做好檢驗(yàn)工作，對(duì)存在的問(wèn)題及時(shí)采取措施解決，以免誤差持續(xù)擴(kuò)大而導(dǎo)致工件受損嚴(yán)重，影響其使用。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)是目前機(jī)械化加工實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)及現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要加工技術(shù)，對(duì)我國(guó)“中國(guó)制造2025”的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)具有極其重要的意義。而基于目前數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)，由于設(shè)備及操作等方面的問(wèn)題，常導(dǎo)致數(shù)控加工精度不足，影響零部件裝配及設(shè)備使用。筆者對(duì)數(shù)控機(jī)床加工中導(dǎo)致誤差的原因進(jìn)行了分析并提出了應(yīng)對(duì)策略，以供參考。

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