數(shù)控車床加工精度的影響因素及提高措施分析

龔雪

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)持續(xù)進(jìn)步，在機(jī)械制造領(lǐng)域，數(shù)控車床占據(jù)重要地位，相較于普通車床，數(shù)控車床具有更高的加工精度以及自動(dòng)化水平。文章首先就影響數(shù)控車床加工精度的因素予以分析，并提出具體措施，提升數(shù)控車床加工精度。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床;加工精度;影響因素;提高措施

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷加強(qiáng)，我國(guó)數(shù)控車床的應(yīng)用范圍愈加廣泛，數(shù)控車床在進(jìn)行零件加工時(shí)存在許多不良因素影響加工精度，主要表現(xiàn)為伺服系統(tǒng)誤差、參數(shù)偏差以及數(shù)控車床導(dǎo)軌誤差等。為了提高數(shù)控車床的加工精度，降低不良因素對(duì)加工過(guò)程產(chǎn)生的影響，可以從降低伺服系統(tǒng)產(chǎn)生的誤差、改善數(shù)控車床自身性能以及加強(qiáng)數(shù)控車床加工誤差補(bǔ)償?shù)葞讉€(gè)方面進(jìn)行。

1精度影響因素分析

1.1刀具參數(shù)

在進(jìn)行車床加工時(shí)，很容易受到外界因素的影響，而采用伺服控制不能有效保證加工精度，從而影響產(chǎn)品的質(zhì)量。主要受以下因素影響：刀具長(zhǎng)期使用后的磨損誤差、伺服控制系統(tǒng)本身誤差和受熱變形誤差等。

1.2伺服系統(tǒng)

數(shù)控車床的控制過(guò)程較為復(fù)雜，需要通過(guò)伺服系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)有效的控制，實(shí)現(xiàn)零件的加工過(guò)程。伺服系統(tǒng)是一種反饋控制系統(tǒng)，能夠有效地追蹤目標(biāo)零件，對(duì)其進(jìn)行控制，從而完成零件自動(dòng)化加工的過(guò)程。在數(shù)控車床加工過(guò)程中，通常會(huì)使用半閉環(huán)型伺服系統(tǒng)，這會(huì)導(dǎo)致伺服電機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，形成非常明顯的空轉(zhuǎn)，導(dǎo)致零件在傳送過(guò)程中產(chǎn)生較大的偏移，進(jìn)而使零件的加工過(guò)程產(chǎn)生較大的誤差。零件在加工過(guò)程中會(huì)受到許多外力的影響，例如：零件在數(shù)控車床在運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)讓零件受到一定的外力作用，零件在加工過(guò)程中極易發(fā)生變形，產(chǎn)生大量的彈性間隙，從而對(duì)零件的精度造成影響。

1.3數(shù)控車床導(dǎo)軌誤差

在數(shù)控車床導(dǎo)軌加工過(guò)程中，確定各部件標(biāo)準(zhǔn)的位置，這也是數(shù)控車床能夠良好運(yùn)行的基礎(chǔ)和前提。如果在數(shù)控車床進(jìn)行機(jī)械零件的生產(chǎn)加工過(guò)程中，導(dǎo)軌本身發(fā)生不均勻磨損現(xiàn)象，或操作者對(duì)再生軌跡的精度控制不好，就會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)軌誤差，從而影響數(shù)控車床的加工精度，同時(shí)也對(duì)相關(guān)機(jī)械零件的加工質(zhì)量造成一定的影響。在數(shù)控機(jī)床加工中，由于幾何誤差或者由于加工過(guò)程中產(chǎn)生的熱量等外部因素，機(jī)床的幾何精度受到影響，機(jī)床零件產(chǎn)生幾何變形，導(dǎo)致幾何誤差。

2數(shù)控車床加工精度的提高措施分析

2.1選擇最合適的刀具

要想控制數(shù)控車削工件加工的精度就要合理的選取加工刀具。由于我們?cè)趯?shí)際工作中所加工的零件并不相同，有復(fù)雜和簡(jiǎn)單之分，且被加工的零件結(jié)構(gòu)也不相同，在選擇刀具時(shí)要從實(shí)際出發(fā)。對(duì)于加工精度要求高的，就要選擇更加精細(xì)的刀具，對(duì)加工要求精度不高的車可選擇一般的道具。刀具形狀的選擇，當(dāng)前比較常見(jiàn)的有圓形、正方形、三角形和菱形。硬質(zhì)材料進(jìn)行加工時(shí)會(huì)損壞其刀具產(chǎn)品，所以應(yīng)該選擇刀削形狀較小的刀具。當(dāng)進(jìn)行精小工件加工時(shí)，就需要選擇一些剛性比較弱的刀具。

2.2彌補(bǔ)伺服系統(tǒng)誤差

伺服系統(tǒng)是在數(shù)控車床中具有關(guān)鍵性的作用，是實(shí)現(xiàn)零件自動(dòng)化加工過(guò)程的重要基礎(chǔ)。在零件加工過(guò)程中，伺服系統(tǒng)對(duì)數(shù)控車床的精度影響較大，采取有效的措施降低伺服系統(tǒng)的誤差。伺服系統(tǒng)在控制過(guò)程中，需要對(duì)零件進(jìn)行加速、恒速、減速等，零件在移動(dòng)過(guò)程中，很容易產(chǎn)生一定的偏移造成誤差，影響零件的加工。為了解決零件移動(dòng)過(guò)程中的偏移問(wèn)題，可以根據(jù)零件的移動(dòng)規(guī)律，對(duì)伺服系統(tǒng)的誤差進(jìn)行彌補(bǔ)。例如：在零件減速過(guò)程進(jìn)行控制時(shí)，可以采用加減速算法對(duì)零件的位置進(jìn)行計(jì)算，對(duì)零件進(jìn)行適當(dāng)?shù)母櫠ㄎ唬岣吡慵苿?dòng)過(guò)程中的穩(wěn)定性。在跟蹤定位的過(guò)程中，需要先找到減速點(diǎn)的位置，具體方法如下：第一，可以根據(jù)升速過(guò)程的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行確定，通過(guò)對(duì)稱點(diǎn)來(lái)找到減速點(diǎn)的位置;第二，可以通過(guò)減速時(shí)間、減速加速度等進(jìn)行確定，通過(guò)合理的計(jì)算便可以確定減速點(diǎn)的位置。通過(guò)減速點(diǎn)對(duì)伺服系統(tǒng)的誤差進(jìn)行彌補(bǔ)，可以有效地減少誤差。

2.3提高車床導(dǎo)軌的幾何精度

提高車床導(dǎo)軌的幾何精度是有效提升加工精度的方式之一，主要的方法是通過(guò)優(yōu)化導(dǎo)軌和車座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在全功能數(shù)控車床的操作中，采用必要的封閉氣缸結(jié)構(gòu)，并且根據(jù)傾斜層的概念，適當(dāng)降低車床重量，然后不斷優(yōu)化生產(chǎn)流程以確保數(shù)控車床的切削能滿足相關(guān)生產(chǎn)加工的要求。在高負(fù)荷切削的條件下進(jìn)行生產(chǎn)加工活動(dòng)時(shí)，數(shù)控車床的車床精度需要得到保證。相關(guān)的鋼結(jié)構(gòu)部分嵌入采用滑動(dòng)導(dǎo)軌，和注射材料螺栓剛性導(dǎo)軌上安裝，以便減少底部導(dǎo)軌的巨大差距，這十分有利于提高加工的精度。

2.4完善數(shù)控車床的總體設(shè)計(jì)

在進(jìn)行車床設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合實(shí)際工況來(lái)制定一個(gè)可行性強(qiáng)的生產(chǎn)方案，將制造精度控制在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)，進(jìn)而保證制造質(zhì)量。我國(guó)大多數(shù)制造企業(yè)都是先從國(guó)外購(gòu)買(mǎi)先進(jìn)設(shè)備，然后理解消化后再自主對(duì)設(shè)備進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化改造，同時(shí)優(yōu)化減小設(shè)備損耗件在實(shí)際中的應(yīng)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)成本的控制。在國(guó)產(chǎn)化設(shè)計(jì)過(guò)程中還需要注意變形應(yīng)力的合理性，避免分配的不均勻性，保證構(gòu)件剛度的穩(wěn)定性，避免產(chǎn)生嚴(yán)重的車床變形，影響制造精度。結(jié)構(gòu)重心的穩(wěn)定性同樣十分重要，在操作過(guò)程中工作人員可以結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹匦恼{(diào)整，改變車床的擺動(dòng)模態(tài)頻率，提高制造精度。當(dāng)結(jié)構(gòu)剛度得到有效保證時(shí)，應(yīng)當(dāng)避免使用過(guò)多的結(jié)構(gòu)材料，增加重心的不穩(wěn)定性。想要提高車床加工精度，還可以從主軸的熱態(tài)特性這方面入手，在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)主軸進(jìn)行改進(jìn)，有效克服傳統(tǒng)工藝的缺點(diǎn)，避免產(chǎn)生主軸漂移的情況，提高主軸系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，大大降低了制造誤差。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，數(shù)控車床的應(yīng)用環(huán)境不同，所以影響加工精度的因素也不相同，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況對(duì)加工工藝和技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整，最大程度地降低加工誤差，確保產(chǎn)品的加工質(zhì)量，為推動(dòng)我國(guó)工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造良好的條件。

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