數(shù)控車床技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及精度提升方法探索

楊皓天　萬騰　劉瑤

摘 要：數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代工程制造業(yè)所依托的重要技術(shù)，我國的數(shù)控車床技術(shù)近年來有了長足的發(fā)展，為我國的機(jī)械加工行業(yè)提供了不小的幫助，但同時(shí)也應(yīng)清楚的認(rèn)識到我國數(shù)控車床在技術(shù)和市場占有率上的不足，生產(chǎn)廠家應(yīng)積極探索出路，數(shù)控車床的使用者也應(yīng)嘗試新方法以提高零件的加工精度。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床；發(fā)展歷程；現(xiàn)狀；精度提升

中圖分類號：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.12.021

數(shù)控技術(shù)是將機(jī)械、電子技術(shù)、液壓及氣動(dòng)等眾多技術(shù)集于一身的先進(jìn)技術(shù)，數(shù)控技術(shù)自誕生以來給機(jī)械制造業(yè)帶來了巨大的變化，其具備的高效率、高精度以及高度自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)正迎合了裝備制造業(yè)對加工設(shè)備的需求，數(shù)控機(jī)床技術(shù)水平的高低和其加工能力的強(qiáng)弱是衡量國家裝備制造整體水平的重要標(biāo)志。數(shù)控車床是數(shù)控機(jī)床最常見的重要分支，在數(shù)控加工中需求量高、占有的比例很大且發(fā)展速度很快，通過研究數(shù)控車床的發(fā)展過程及發(fā)展現(xiàn)狀，努力探索先進(jìn)的加工技術(shù)及工藝，能夠更好地促進(jìn)我國數(shù)控車床技術(shù)的發(fā)展，為提高我國工業(yè)制造能力提供保障。

1 數(shù)控車床技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

我國對數(shù)控車床的研究和開發(fā)始于20世紀(jì)70年代，經(jīng)過多年的探索與發(fā)展，截止到2000年，結(jié)構(gòu)簡單的臥式數(shù)控車床已經(jīng)較為廣泛地在各大加工企業(yè)中使用，其特點(diǎn)是價(jià)格低廉、購置所需的費(fèi)用較少，且能夠完成車床加工的常規(guī)需求，且加工效率相對于人工較高，特別適用于批量生產(chǎn)中使用，因此受到了加工界的歡迎，目前仍有很多企業(yè)仍在使用這一機(jī)型。隨著時(shí)代的進(jìn)步，有2軸控制的斜床身數(shù)控車床及立式數(shù)控車床逐漸占據(jù)我國市場，相對于普通臥式數(shù)控車床而言，其加工能力、自動(dòng)化程度更為強(qiáng)大，國產(chǎn)機(jī)型受到了用戶的認(rèn)可與購買，能夠在機(jī)械加工上給我國加工企業(yè)以更大幫助。而更為先進(jìn)的3軸以上的數(shù)控車床，因其技術(shù)復(fù)雜且售價(jià)較高，在我國的中小加工企業(yè)中的保有量較低，大企業(yè)所購置的3軸以上的數(shù)控車床也多以進(jìn)口技術(shù)為主，其機(jī)型多為外資或合資企業(yè)所生產(chǎn)的成熟產(chǎn)品，國產(chǎn)機(jī)床對高端機(jī)床市場的占有率較低。近年來，我國針對中高端的數(shù)控車床市場也努力開發(fā)了新技術(shù)，如雙主軸雙刀架車削中心、車Y 軸功能的車削中心以及銑復(fù)合中心等新技術(shù)和新機(jī)型都紛紛研發(fā)成功并推向市場。

盡管近年來通過不斷努力，我國的數(shù)控車床技術(shù)取得很大的進(jìn)步，但是與發(fā)達(dá)國家相比還存在著較大的差距，其主要表現(xiàn)在以下幾方面：（1）由于我國的數(shù)控技術(shù)起步較晚，技術(shù)沉淀不足，導(dǎo)致可依靠的技術(shù)基礎(chǔ)資源缺乏、專業(yè)技術(shù)人才較少、自主創(chuàng)新能力較弱。（2）由于加工能力和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的限制，市場上所出售和使用的數(shù)控車床多以中低端機(jī)型為主，導(dǎo)致低端產(chǎn)品產(chǎn)能過剩，中高端產(chǎn)品市場占有率嚴(yán)重不足。（3）由于國產(chǎn)的中高端機(jī)床產(chǎn)量及銷量較少，導(dǎo)致機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)獲得的市場回饋不足，這影響了我國高端機(jī)床的結(jié)構(gòu)改良與技術(shù)進(jìn)步，導(dǎo)致高端機(jī)床的產(chǎn)品質(zhì)量及可靠程度仍存在一定的缺陷。（4）由于市場占有率及技術(shù)水平的制約，我國能夠生產(chǎn)高端機(jī)床的大型企業(yè)及國際化企業(yè)嚴(yán)重缺乏，國有大型機(jī)床廠所擁有的技術(shù)仍較為落后，其發(fā)展方向及出路仍有待探索。

我國現(xiàn)階段所使用的先進(jìn)車削技術(shù)主要包括以下幾類：（1）超精密車削加工。主要包括精密車削、研磨以及鏡面磨削等加工工藝，主要利用超精密車床以精細(xì)的加工手段完成微量車削，車削厚度僅為1 μm，通常用于加工球面、類球面等表面光潔度較高的零件。（2）高速切削加工技術(shù)。主要應(yīng)用于產(chǎn)品的精加工工序，能夠有效縮短產(chǎn)品的加工時(shí)間以提高生產(chǎn)效率。在加工的過程中可以保持刀具較低的溫度和較淺的切削量，既延長了刀具的壽命也減少了材料的浪費(fèi)，且高速車削能夠獲得更好的零件表面質(zhì)量，能達(dá)到高效率與高品質(zhì)共存的要求。（3）車削復(fù)合加工技術(shù)。車削復(fù)合加工技術(shù)以車床為主要的加工機(jī)構(gòu)，除車削加工工具以外，還包括了輔助銑削加工工具等其他工具，能夠在完成車削加工的同時(shí)在軸類零件上完成溝槽及平面的加工，此種包含兩類以上加工工序的復(fù)合加工技術(shù)具有高效、高精度的明顯優(yōu)勢。

2 提升數(shù)控車床加工精度方法探索

由于數(shù)控車床是多學(xué)科結(jié)合的現(xiàn)代化產(chǎn)品，要提高其加工零件的精度主要應(yīng)從以下幾方面考慮。首先，應(yīng)對機(jī)床按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行精度方面的調(diào)校，主要從主軸、鑲條及床身三方面進(jìn)行調(diào)校，應(yīng)對車床的加工過程做及時(shí)的監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)某一部分存在不足應(yīng)及時(shí)調(diào)整，同時(shí)應(yīng)觀察定位精度及反向偏差等方面是否有提升的空間，必要時(shí)先通過手動(dòng)方式對機(jī)械進(jìn)行修正，再通過數(shù)字控制進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。其次，考慮電子脈沖是否對滾珠絲杠的導(dǎo)程產(chǎn)生誤差影響，進(jìn)而影響到車床的加工精度，以及各個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的配合精密程度是否達(dá)到出廠要求，若發(fā)現(xiàn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)存在傳動(dòng)間隙，應(yīng)及時(shí)給與處理。再次，在數(shù)控編程的過程中，應(yīng)考慮盡量縮小偏差，以達(dá)到降低誤差的要求。多考慮使用插入回參考點(diǎn)指令進(jìn)行編程或使用絕對方式進(jìn)行編程，就能在一定程度上提升加工精度。在編程的過程中使用逼近誤差進(jìn)行處理，這種采用近似的處理方式就容易導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生，此時(shí)應(yīng)盡量選擇掌握廓形方程來編程，以減小編程對數(shù)控加工精度的影響。

3 結(jié)束語

通過分析我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展過程及取得的成就，清楚地認(rèn)識到我國工業(yè)加工行業(yè)存在的不足，數(shù)控車床技術(shù)以及數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展空間仍然很大，還需要生產(chǎn)廠家和使用者在技術(shù)及使用方式上多加探索，努力提高我國制造業(yè)的科技水平。endprint