探究提升數控加工零件精度的注意事項與策略

胡曾堯

摘 要：社會技術水平的持續(xù)提升，帶動了機械工程設計軟件的革新升級，提升了機械制造的工藝水平，為機械制造設備的換代更新準備了外部環(huán)境與條件。在數控零件加工的過程中，應當思考與分析如何改進工件工藝，以不斷提高數控零件加工精度為目標，以數控加工中心為依托并充分應用其加工功能，為增強數控零件質量做出努力。下文中，筆者將結合個人工作實踐與教學經驗，分析數控加工零件精度提升的注意事項與要點策略，以增強數控零件的應用效果，保證數控零件的精密度，發(fā)揮數控機床的加工功能，提升數控加工零件的產品質量。

關鍵詞：策略；注意事項；零件精密度；數控加工中心

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.018

在工廠企業(yè)的運營過程中，如何在降低或者不增加運營生產成本的前提條件下，同時滿足企業(yè)的制造生產要求，提升數控加工零件的精密度和質量，保證數控加工機床運作的穩(wěn)定安全與高效，成為企業(yè)有關領導與技術管理者應當思考與研究的課題。下文中，筆者將重點研究數控加工工藝的參數，總結提升數控加工零件精度的建議策略。

1 影響數控加工中心零件加工精度的因素

1.1 錯誤設置刀具參數

如果刀具參數設置不合理，將造成數控零件加工過程中軸線的偏差——隨著主偏角的持續(xù)縮減，零件精度也持續(xù)降低，將導致數控加工產品質量的降低，不能夠滿足數控加工的目標與生產要求。

1.2 不合理設置機床參數

在將高級參數設置中的數控加工機床重新設定為普通加工精度的過程中，如果沒有合理設置好機床的參數，將嚴重降低加工零件的精度，產生加工參數偏執(zhí)，降低機械制造工藝水準。

1.3 伺服系統(tǒng)操作不當

通常情況下，數控加工伺服系統(tǒng)為半閉環(huán)控制系統(tǒng)，借助絲杠調整控制加工零件精度，保證加工信號在絲杠傳動元件和伺服系統(tǒng)之間的順利傳輸，從而確保零件加工的精度。

一旦，調校光柵尺的過程中存在人為誤差，導致伺服系統(tǒng)的空轉或者反向傳動，將產生反向間隙和加工誤差，從而影響數控加工零件的精度，并導致零件的外觀變形。

2 影響數控加工零件精度的工藝要點

2.1 數控編程的工藝要點

數控程序編程過程中，不能夠僅僅以工件為參考基準，還應當結合數控加工機床的具體情況，設定工件坐標系，科學設置退出點和補查點，將受力緩沖編程應用在工件、刀具的切出、切入點。

2.2 幾何精度的工藝要點

切割過程中經常產生的零件變形，是由于切割刀具的使用磨損，不當加劇了零件與切割刀具之間的摩擦。此外還有一種情況，如果標準線軸與主軸的偏離，將改變加工零件的相對位置，最終導致數控機床在長期的加工作業(yè)中產生精度誤差，并破壞零件表面的光潔平整。

2.3 受力變形的工藝要點

數控機床加工工藝中，涵蓋了對夾具、工具、工件和機床的科學操作與使用，零件精度不可避免受到上述操作的各種作用力及影響。依據力的產生與作用方式不同，通常情況下零件精度的作用力包括：殘余應力和加工外力——不同類型的外力作用下，零件精度也受到了影響、產生變化。為了降低外界環(huán)境中的外力對數控加工零件精度產生不利影響，機床操作與技術管理人員應當設法排除或者降低外部作用力對加工系統(tǒng)所產生的承受負荷數值，并思考如何提升數控加工機床的承受力。因此，筆者認為，一方面應當盡量延長數控加工系統(tǒng)的使用年限，另一方面，還應當在允許范圍內盡量使用優(yōu)質的加工材料和加工機床，從而提升加工零件的精度。在數控機床加工零件的過程中，將不可避免的產生殘余應力，為了將殘余應力的影響減至最小，可以視情況采用振動裝置、加工前加熱并適度冷卻的人工操作方式，提升加工零件的精度。

2.4 熱變形的工藝要點

數控機床加工零件的過程中，將釋放出大量的熱，容易造成加工系統(tǒng)的熱變形問題；加工系統(tǒng)因熱變形而降低了測量的準確性，最終形成精度誤差。

3 提高數控加工零件精度的策略

筆者在分析了上述加工工藝、操作程序中的問題后，總結發(fā)現錯誤設置刀具參數、不合理設置機床參數、伺服系統(tǒng)操作不當、熱變形、受力變形、幾何精度和數控編程中的工藝操作不當，是影響數控加工零件精度的原因。

3.1 避免或者降低伺服系統(tǒng)的操作誤差

如上文所述，對伺服系統(tǒng)的操作不合理，將影響工信號在絲杠傳動元件和伺服系統(tǒng)之間的順利傳輸，或者因人為誤差，導致伺服系統(tǒng)的空轉或者反向傳動，最終影響加工零件的精度。作為數控加工技術人員應當結合機床的實際情況，設計出避免、降低伺服系統(tǒng)的誤差的操作策略：

一是，進一步提升機床設計的水準。通過提升加工機床的設計質量，消除或者降低對加工零件精度的不利影響，設計人員應當自覺遵守國家相關設計標準，提升加工機床的抗壓能力、抗截能力和抗振動能力。

二是，科學設定伺服系統(tǒng)的各項運行參數，確保其運行的安全、可靠、穩(wěn)定。具體方法如下：稍微減緩系統(tǒng)運行速度。介于速度誤差對伺服系統(tǒng)加工精度影響極小，只是會延長實際位置接收伺服系統(tǒng)運作指令的時間，對加工精度與直線加工停止位置精準性均無影響，為此伺服系統(tǒng)可通過減緩系統(tǒng)運行速度，提升零件加工精度。伺服系統(tǒng)處于半閉環(huán)控制下，在系統(tǒng)運行過程中，會出現進給軸位置開環(huán)增益不恒等的消極現象，其誤差在大于等于45°時會出現最大誤差，為此數控機床操作人員，應避免出現伺服系統(tǒng)加工誤差最大角，將進給軸位置開環(huán)增益控制在合理范圍內，為此技術人員需結合零件加工需求，科學合理設置圓弧加工過程中，各進給軸位置開環(huán)增益，使其處于可控范圍內。

3.2 降低或避免數控機床導軌幾何精度誤差

數控機床生產加工伴隨著科學技術不斷發(fā)展，數控機床加工精度、效率、速度逐漸提升，然而卻因數控機床導軌幾何精度無法得到有效控制，出現無法滿足零件精度加工需求的消極現象，為此需要數控技術設計人員提升全功能數控車床設計與制造成效。例如采用斜床造型，降低機床對機床底座鑄件的壓力，為數控導軌防震、抗壓設計奠定基礎，達到簡化機床設計目的，凸顯機床制造功能性，為提升其制造精度奠定基礎。

綜上所述，為了確保數控機床加工零件的精度，作為企業(yè)的機床操作技術人員應當注重從實踐中發(fā)現和總結問題，掌握并防范可能會影響加工零件精度的各項因素，縮小或者消除伺服系統(tǒng)的操作誤差，促進機械制造行業(yè)蓬勃發(fā)展。

參考文獻：

[1]陶冠勇.影響數控加工零件精度的因素與改進措施[J].南方農機，2018，49（06）.

[2]聶志光.機械加工工藝對零件加工精度的影響分析[J].設備管理與維修，2017（17）.