提高數(shù)控加工精度方法研究

張雪峰

（上海市臨港科技學(xué)校，上海201399）

當前，數(shù)控機床在機械工業(yè)中的運用更為廣泛，其之所以受到加工行業(yè)的青睞是因為零件統(tǒng)一以及精度高等。數(shù)控機床屬于自動化機床，其自帶的程序控制系統(tǒng)可以對編碼或是一些符號指令進行控制，同時將這些編碼或是符號指令譯碼處理，進而讓機床動作完成零件加工。數(shù)控加工過程較為復(fù)雜，任何一個細節(jié)出現(xiàn)失誤都可能影響產(chǎn)品的成型。

1 數(shù)控加工中存在的編輯差異剖析

1.1 插補差異

為了實現(xiàn)生產(chǎn)出標準樣式這一目的，數(shù)控機床生產(chǎn)配件的程序中必然會進行插補計算處理。此處所說的插補乃是依照工件樣式，結(jié)合技術(shù)與精準度等各方面的需要，將中間點加入已獲知特點中的程序，也可以稱作是數(shù)據(jù)點的密化程序。為了實現(xiàn)加入中間點，需要依照對應(yīng)的計算方式依靠數(shù)控體系程序或是硬件主動達成該目的，從而對不同坐標軸的活動路線進行調(diào)整。由于加入的中間點在插補程序中基本都在形狀外面，因此導(dǎo)致最終生產(chǎn)出的工件形狀與預(yù)想形狀并不相同，這種誤差也被稱為是插補誤差。

1.2 近似運算差異

倘若數(shù)控設(shè)備的插補性能與組成配件形狀弧形的幾何因素不一致，運用數(shù)控設(shè)備中帶有的插補性能對配件形狀弧線進行模擬，如此得到的形狀與圖紙所規(guī)定的標準僅僅是相似，而非相同。該程序是類似計算了配件形狀弧線，發(fā)生的誤差被稱為近似運算差異。

1.3 預(yù)求刀具運動軌跡差異

提高數(shù)控加工精度的核心點之一在于保證刀具路線。倘若刀具活動的切出方向以及切入方向沒有自始至終堅持一個準則，在鏜扎與鉆孔的時候，特別是運用數(shù)控機床對工件螺紋進行加工時未提前精確計算刀具進出的長度，導(dǎo)致刀具切削時候速度不能保持一致，從而影響了工件的最終形狀和質(zhì)量，這種誤差被稱為是刀具運動軌跡誤差。

2 提升數(shù)控加工精度的有效方法

2.1 對加工路線進行提前規(guī)劃設(shè)計

①設(shè)計明確加工軌跡，即在開始加工前要明確加工過程中的走刀軌跡。通常為了提升加工工件的效率，就應(yīng)當選取恰當?shù)淖叩堵肪€。實際操作的時候，倘若工件輪廓的外形尺寸單調(diào)遞增，可通過“矩形”分層對余量進行切削去除；從而提高數(shù)控加工效率和質(zhì)量，保證數(shù)控加工精度，減少數(shù)控加工成本。②選擇適當進刀方式。如果加工的工件是挖槽或是型腔，其進刀方式要側(cè)重考慮切削效率、精度標準等因素。倘若工件表面粗糙度要求比較低，或者工件需要去除面積不大，均可選擇垂直進刀方式；倘若是模具制造，通常會運用螺旋進到方式對合金模具展開迅速切削。

2.2 正確選擇與安裝刀具

①選擇合適刀具。數(shù)控加工在選擇刀具時候應(yīng)當綜合考慮工件的加工順序、機床工作效能以及工件特性等。選擇的刀具要符合以下要求：便于后續(xù)的安裝以及調(diào)整，高精度，高耐用度，高剛性。在符合加工標準的前提下，盡可能選用刀柄較短的刀具，從而增加刀具的剛性。為了降低加工中發(fā)生的干涉狀況，選擇的刀要契合加工零件形狀。②刀具安裝要正確，這是保證數(shù)控加工精度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。為了避免干擾刀具切削加工中的切削角度，也為了保證加工零件尺寸和零件表面質(zhì)量，相較于主軸中心線，數(shù)控車床上安裝的刀具高度要更高、切槽刀是數(shù)控加工中損壞最為嚴重的刀具之一，原因是主軸轉(zhuǎn)速、安裝、程序以及進給量方面存在問題，安裝切槽刀或是切斷刀時候，與切削深度相比，刀頭部分的長度要超出2～3mm，主切削刃一定和主軸中心線是互相平行的，不然有可能會切出兩側(cè)大小不一的槽底直徑，刀刃還可能發(fā)生斷裂。

2.3 切削用量的選擇要合理

①在手工編程中，進給量、切削速度以及切削深度等切削用量的選擇要合理化。工件的剛度、刀具以及機床決定了切削深度，倘若剛度能夠支持足夠深的切削深度，為了降低走刀幾率，增加生產(chǎn)效率，粗加工就可以增加切削深度；倘若是精加工零件，為了保證精度及零件表面質(zhì)量，可以減小切削深度。②對于自動編程來說，切削用量選擇要合理化。倘若是普通數(shù)控加工切削量，依照手工編程進行操作即可，倘若數(shù)控加工為高速加工，無論是進給或是加工速度都極快，因此要控制切削深度以及進給量，兩者都要盡量小，從而保證數(shù)控加工精度。

2.4 編程技巧

①對數(shù)控系統(tǒng)累積誤差進行控制。前一點是增量方式編程的基準，持續(xù)執(zhí)行多段程序必定會導(dǎo)致累積差異，因此在編制程序時候盡可能運用絕對方式編程，讓每個程序段的基準都變?yōu)楣ぜc，能夠降低數(shù)控系統(tǒng)計算的累積偏差，從而提高數(shù)控加工精度。②靈活運用固有程序。靈活運用螺紋、輪廓以及鏜孔等多種循環(huán)方式，這些都屬于數(shù)控機床的固有程序，從而簡潔化冗長程序；對于由數(shù)學(xué)表達式給出的輪廓加工問題，例如正弦曲線、橢圓、拋物線等，可以合理運用用戶宏程序編程以及參數(shù)編程來處理。③合理使用主程序和子程序。通常運用一個模具加工多個零件，倘若零件有相同部分，在整個操作過程中都可以在主程序中重復(fù)調(diào)用子程序。應(yīng)合理使用主程序和子程序的關(guān)系。在程序編制過程中能夠?qū)⒃隽烤幊逃迷谧映绦蛑?，或者通過G52在主程序中設(shè)置局部坐標系，也可將鏡像功能、旋轉(zhuǎn)功能等用在主程序中，將冗長程序簡潔化。④對刀尖圓弧半徑具有的補償功能進行合理運用。數(shù)控車削加工中所選用刀具刀尖要呈圓弧狀，其基本都是內(nèi)控鏜刀或是外圓刀，是一種尖形車刀，對于需要精細加工的零件來說，如果其表面是錐面或是圓弧曲面，應(yīng)當在加工前預(yù)估加工精度受到刀尖圓弧半徑的影響。

2.5 快速控制尺寸精度

①控制車床尺寸精度。因為絲杠螺母間隙、刀具磨損等因素，數(shù)控車削中的機床在應(yīng)用一段時日之后會發(fā)生偏差，另外測量讀數(shù)不準確會降低工件尺寸精度，因此測量時候可提前通過游標卡尺和千分尺測量分別讀大數(shù)和小數(shù)，如此操作可以減少讀數(shù)誤差，從而提高數(shù)控加工精度。②控制銑床尺寸精度。數(shù)控銑削中運用的程序和刀具尺寸一樣，運用刀具長度以及半徑兩者的補償，可完成粗精加工。在粗加工前輸入恰當?shù)臄?shù)值，保證精加工余量的預(yù)留，粗加工后，結(jié)合測量狀況在刀具半徑和長度補償中輸入合適數(shù)據(jù)，隨后開始精加工，從而提高數(shù)控加工精度。

3 結(jié)語

數(shù)控機床的作用和優(yōu)勢是毋庸置疑的，但是在數(shù)控機床的操作中由于人為或是非人為的因素，會導(dǎo)致加工中發(fā)生一些誤差，這些誤差影響了數(shù)控加工工件的質(zhì)量。為了讓數(shù)控機床技術(shù)的作用得以充分發(fā)揮，工作人員需要不斷摸索、探究、改進操作技能，通過有效方法提高數(shù)控加工的精度。