數(shù)控車(chē)床加工精度的影響因素及對(duì)策探討

鈔新云 徐嵩

關(guān)鍵詞：數(shù)控車(chē)床;加工精度;影響因素

1數(shù)控車(chē)床

1.1工作原理

通過(guò)數(shù)控?fù)舸┠軌蚴挂恍┹^為復(fù)雜的零件加工工作在較高的精度上得到完成，而且數(shù)控車(chē)床具有的工作效率也相對(duì)較強(qiáng)，在對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中可以在一個(gè)較短的時(shí)間之內(nèi)完成大量零件的生產(chǎn)制造任務(wù)。在其對(duì)零件進(jìn)行加工期間由于使用傳統(tǒng)機(jī)床進(jìn)行加工，這種情況下大都是依靠一些工作人員不停地對(duì)車(chē)窗進(jìn)行操作，來(lái)使零件的加工任務(wù)得以完成。然而傳統(tǒng)機(jī)床雖然具有一定的智能加工特點(diǎn)，但是其所具有的工作效率卻相對(duì)較低。而在對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中卻具有一定的自動(dòng)化特點(diǎn)，這種情況之下就不需要工作人員參與到零件的加工過(guò)程之中。

1.2車(chē)刀

車(chē)削加工期間車(chē)刀能夠發(fā)揮出切削的功能，并且也是在切削加工過(guò)程中應(yīng)用的最為廣泛的刀具。構(gòu)成車(chē)刀的要素主要包括切屑部位、刀刃以及儲(chǔ)屑空間和一些對(duì)于切屑液處理的通道。在應(yīng)用數(shù)控車(chē)床進(jìn)行制造的過(guò)程中主要應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行控制。通過(guò)對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用能夠使人們所需的零件更為容易的得到。然而因?yàn)橐恍┰O(shè)備之中存有偏差常常會(huì)影響到零件的精度。而在眾多影響零件精度的因素之中最為普遍的一個(gè)就是車(chē)刀的偏差。

1.3伺服系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要是通過(guò)對(duì)于某一個(gè)過(guò)程進(jìn)行跟隨或者再現(xiàn)的反饋控制系統(tǒng)來(lái)使工程的需要得以完成，基于這一特點(diǎn)我們也可以將其稱(chēng)之為隨動(dòng)系統(tǒng)。在數(shù)控車(chē)床工作期間伺服系統(tǒng)主要通過(guò)對(duì)車(chē)床驅(qū)動(dòng)來(lái)繼續(xù)進(jìn)行加工。在這個(gè)過(guò)程之中需要應(yīng)用滾珠絲杠的精確性來(lái)對(duì)數(shù)控車(chē)床進(jìn)行定位于控制。而滾珠絲杠工作的驅(qū)動(dòng)又是依靠伺服系統(tǒng)來(lái)完成的，基于這種情況無(wú)論是伺服系統(tǒng)還是滾珠絲杠的誤差會(huì)影響到數(shù)控車(chē)床工作期間的精確度。

2數(shù)控車(chē)床加工精度的影響因素

2.1機(jī)床自身因素

數(shù)控車(chē)床屬于精密機(jī)械，在選材、設(shè)計(jì)、制造、安裝過(guò)程中要嚴(yán)格按照工藝流程進(jìn)行。但由于目前國(guó)內(nèi)廠家眾多，各廠家對(duì)選材要求，制造工藝、裝配流程等要求不同，檢測(cè)尺度不一，品控要求不嚴(yán)，致使很多機(jī)床實(shí)際使用性能遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)指標(biāo)，同時(shí)還存在運(yùn)行不穩(wěn)定等諸多問(wèn)題。

2.2驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)精度

當(dāng)前，數(shù)控車(chē)床根據(jù)控制系統(tǒng)方式的不同將數(shù)控車(chē)床分為開(kāi)環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)三種控制類(lèi)型。開(kāi)環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)，主要采用步進(jìn)電機(jī)控制機(jī)床加工進(jìn)給，加工精度與所用電器元件質(zhì)量有直接關(guān)系。此類(lèi)數(shù)控車(chē)床，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，主要用于精度要求不太高的場(chǎng)合。而半閉環(huán)和閉環(huán)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)則應(yīng)用于加工精度要求較高的場(chǎng)合。目前，我國(guó)民用市場(chǎng)中應(yīng)用較多的為半閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)。半閉環(huán)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，由于檢測(cè)元件一般安裝在伺服電機(jī)或絲桿上，當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令，由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)控車(chē)床上的滾珠絲桿進(jìn)行反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)造成反向間隙誤差，而該反向間隙又不能及時(shí)通過(guò)檢測(cè)元件獲取準(zhǔn)確數(shù)值并反饋給數(shù)控系統(tǒng)，從而造成傳動(dòng)誤差，最終影響加工精度。

2.3刀具參數(shù)

數(shù)控車(chē)床的生產(chǎn)使用過(guò)程，就是利用數(shù)控系統(tǒng)控制車(chē)刀對(duì)軸（或盤(pán)）類(lèi)零件表面進(jìn)行加工處理，從而獲得所需的形狀和尺寸。由于數(shù)控車(chē)刀直接參與切削加工，確定零件尺寸，因此刀具參數(shù)對(duì)加工精度起著決定性因素。在實(shí)際使用過(guò)程中，為獲得較高的加工精度，數(shù)控車(chē)刀在選用時(shí)，從刀具材質(zhì)、刀具角度、刀具使用的切削用量等方面均要有所考慮。同時(shí)，在實(shí)際使用時(shí)，車(chē)刀安裝時(shí)同工件軸線高度差、車(chē)刀主偏角、刀尖過(guò)渡圓弧、車(chē)刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)等參數(shù)，也都會(huì)對(duì)零件的加工精度造成直接影響。

3提高數(shù)控車(chē)床加工精度的措施探討

3.1對(duì)數(shù)控車(chē)床進(jìn)行合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在進(jìn)行數(shù)控車(chē)床設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，采用提前預(yù)防措施，減小車(chē)床自身誤差。例如：在生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)合理提高車(chē)床零部件的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)及裝配要求，增強(qiáng)數(shù)控車(chē)床系統(tǒng)剛性、提高車(chē)床穩(wěn)定性，規(guī)范生產(chǎn)環(huán)境，嚴(yán)格工藝要求等方式，確保零件最終生產(chǎn)質(zhì)量。同時(shí)，為適應(yīng)高速、高精度要求，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，采用導(dǎo)軌安裝在底座導(dǎo)軌上后進(jìn)行整體磨削，以獲得較高的導(dǎo)軌幾何精度。

3.2合理運(yùn)用誤差補(bǔ)償

采用誤差補(bǔ)償，就是當(dāng)車(chē)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸上出現(xiàn)誤差時(shí)，可利用數(shù)控系統(tǒng)自帶的補(bǔ)償功能消除誤差產(chǎn)生的影響，從而有效提高數(shù)控車(chē)床實(shí)際生產(chǎn)加工精度。采用誤差補(bǔ)償，可以實(shí)現(xiàn)在較低精度的數(shù)控車(chē)床上加工出高精度的零件。在半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中，反向偏差直接影響車(chē)床的定位精度，從而造成零件生產(chǎn)質(zhì)量不合要求。對(duì)于國(guó)內(nèi)所用數(shù)控車(chē)床，當(dāng)其定位精度高于0.01mm時(shí)，該機(jī)床均缺少自動(dòng)補(bǔ)償反向間隙功能。此時(shí)可利用相應(yīng)軟件，進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)反向間隙有效清除。

3.3對(duì)生產(chǎn)工藝優(yōu)化處理

在數(shù)控車(chē)床進(jìn)行孔系加工時(shí)，當(dāng)加工路線、加工順序不當(dāng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)加工誤差。因此在實(shí)際生產(chǎn)中，要嚴(yán)格按照相關(guān)要求，對(duì)孔系的生產(chǎn)進(jìn)行合理安排、精確設(shè)計(jì)。同時(shí)，在實(shí)際生產(chǎn)中，要密切關(guān)注數(shù)控車(chē)刀的運(yùn)行狀態(tài)，確保車(chē)刀處于最佳切削狀態(tài)，在磨鈍前能及時(shí)更換。

4結(jié)論

零部件對(duì)于任何一臺(tái)設(shè)備或者一個(gè)工程而言都有著極為重要的意義，而且零部件的精度也會(huì)對(duì)設(shè)備與工程的整體質(zhì)量帶來(lái)直接的影響。在當(dāng)前我國(guó)對(duì)于零部件進(jìn)行加工的過(guò)程中對(duì)于數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用較為廣泛，基于這種情況就需要對(duì)數(shù)控機(jī)床所具有的加工精度給予一定的提高。筆者在本文之中對(duì)于影響數(shù)控機(jī)床加工精度的因素與相關(guān)的對(duì)策進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，希望能夠由此能夠在一定程度上促進(jìn)其發(fā)揮出更高的價(jià)值。