基于提高數(shù)控車床技術(shù)加工精度的工藝優(yōu)化

魏曉榮

（甘肅能源化工職業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730207）

數(shù)控車床技術(shù)在工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，并且取得了顯著成效。在社會發(fā)展過程中，對產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高，這就需要提高加工精度，進(jìn)一步創(chuàng)新工藝水平。對影響加工精度的因素進(jìn)行全面分析，找到其中原因。在此基礎(chǔ)上提出優(yōu)化策略，不斷提升加工水平，增加產(chǎn)品的可信度，為企業(yè)創(chuàng)造出更大經(jīng)濟(jì)效益。因此，這就要求在對其進(jìn)行生產(chǎn)時要嚴(yán)格把控整體的生產(chǎn)精度，并且對整個生產(chǎn)加工過程也有著相對嚴(yán)格的要求[1]。

1 影響數(shù)控車床精度的主要因素

通過對當(dāng)前我國市場上數(shù)控車床的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致其出現(xiàn)精度偏差的原因主要包括數(shù)控系統(tǒng)以及車床精度兩個方面。目前我國數(shù)控設(shè)備之間競爭非常激烈，要想獲得更好發(fā)展必須提高產(chǎn)品質(zhì)量。產(chǎn)品質(zhì)量會直接影響到企業(yè)信譽(yù)、經(jīng)濟(jì)效益等等，所以要引起足夠重視，將質(zhì)量目標(biāo)放在第一位。通過分析發(fā)現(xiàn)，影響數(shù)控車床加工精度因素比較多，例如操作人員技術(shù)水平、數(shù)控車床系統(tǒng)精度、零件材料等。要想全面提高數(shù)控車床的精度，則必須要采取有效方法來降低這些影響因素帶來的誤差，保證達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。并結(jié)合實(shí)際情況對數(shù)控車床技術(shù)加工精度因素進(jìn)行分析，便于更好地對其進(jìn)行控制[2]。

由數(shù)控車床基本工作原理可以知道伺服系統(tǒng)在加工中發(fā)揮著重要作用，因此，伺服系統(tǒng)是影響數(shù)控車床精度的重要因素之一。伺服系統(tǒng)在運(yùn)行中是數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，伺服系統(tǒng)需要完成由CNC裝置傳輸過來的信號，確保零部件的加工過程嚴(yán)格按照預(yù)定的軌跡運(yùn)行。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國大多數(shù)數(shù)控機(jī)床均采用半閉環(huán)系統(tǒng)，半閉環(huán)控制系統(tǒng)對加工位置進(jìn)行控制是通過滾珠絲杠來實(shí)現(xiàn)的。數(shù)控車床在運(yùn)行過程中，會帶動絲杠的反方向轉(zhuǎn)動，這便會使得軸承和軸承座中間產(chǎn)生縫隙，進(jìn)而會出現(xiàn)誤差。另外，當(dāng)車床受到外界環(huán)境影響時，會使得整體的運(yùn)轉(zhuǎn)過程所承受的壓力不均勻，進(jìn)而使得各部件之間的受力不均，對車床精度的控制帶來不便。

因此，降低絲杠轉(zhuǎn)角的測量誤差對于提高數(shù)控車床的精度有很大作用，下圖為常見半閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作原理。

2 影響數(shù)控車床加工精度的因素分析

2.1 車刀幾何參數(shù)的科學(xué)確定

刀具是影響數(shù)控車床加工精度的重要因素之一，因此要合理選擇，才能達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。要確保刀具的運(yùn)動軌跡能夠與零部件實(shí)際輪廓保持一致，即在編程前通過人為計算使實(shí)際需要的圓弧形刀尖軌跡換算成假想刀尖的軌跡，盡量在理論上實(shí)現(xiàn)零誤差。與此同時，編程過程中以刀尖圓弧中心為刀位點(diǎn)也及其重要，因?yàn)樵撨^程中刀尖圓弧中心軌跡的繪制及其特征點(diǎn)計算比較繁瑣，稍有失誤就會引發(fā)極大的誤差，為了避免和減少該誤差的發(fā)生，可通過使用CAD軟件中等距線的繪制功能和點(diǎn)的坐標(biāo)查詢功能來完成此項(xiàng)操作。但采用這種方法加工時要注意檢查所使用刀具的刀尖圓弧半徑的值是否與程序中的值相符，并且對刀時要注意把值考慮進(jìn)去。

圖1 半閉環(huán)系統(tǒng)框圖

同時，車刀的選擇必須要控制好角度，如果角度不合理，會使得加工精度出現(xiàn)較大偏差。為了保證加工精度，要從不同方面去完善，選擇合適的角度，保證數(shù)控車床加工任務(wù)的正常開展[3]。

2.2 加工零件的工藝優(yōu)化

為了保證加工零件精度，必須要采用先進(jìn)工藝，這是重要的技術(shù)保障。

對零件形狀、特性進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上確定加工程序，確定好加工工藝方案，作為零件加工的重要參考依據(jù)。另外，在加工過程中要盡量避免頻繁更換刀具，防止在更換過程中出現(xiàn)損失工作時間，從而對整體生產(chǎn)效率產(chǎn)生影響。同時，設(shè)計人員要建立起統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，為加工開展提供參考依據(jù)，確保按照零件圖樣完成零件的加工。如果工藝不符合實(shí)際加工操作要求，肯定會影響到加工精度，所以要樹立起創(chuàng)新意識，不斷提升工藝水平，為提高工件加工精度提供可靠的保障。

2.3 合理選擇切削用量、切削液

在加工時要合理控制各工步的加工速度。實(shí)際加工過程中，根據(jù)不同工件的加工方法選擇合適切削用量，有利于提高加工精度。在剛度允許的情況下，盡可能選取較大的背吃刀量，以減少進(jìn)給次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。在半精車、精車時要嚴(yán)格根據(jù)零件的加工工藝卡，選取合理的切削速度，保證數(shù)控車床的精度。此外，車刀經(jīng)過長時間的加工會出現(xiàn)變形，對加工精度會產(chǎn)生不利影響，為了解決這個問題，要合理選用切削液，盡可能降低切削過程中產(chǎn)生的摩擦及溫度。乳化液是最常用的切削液，對于刀具清洗和降溫都可以起到良好的作用。所以，選擇合適的切削用量和切削液也是非常重要的[4]。

2.4 夾具的合理選擇

無論是普通車床還是數(shù)控車床，有效的裝夾方法都是保證被加工零件精度的重要因素之一。目前我國采用卡盤夾具和軸類零件中心孔定心夾具兩種裝夾類型，其中，卡盤夾具包括三爪卡盤、液壓動力卡盤、可調(diào)卡爪式卡盤和高速動力卡盤；中心孔定心裝夾包括中心孔、自動加緊撥動卡盤、撥齒頂尖以及復(fù)合卡盤?？梢愿鶕?jù)被加工零件的實(shí)際形狀來選擇，從而保證夾具起到有效作用。裝夾方式選擇合理，不僅可以提升零件裝夾速度，還能夠提升加工效率，進(jìn)一步滿足加工精度要求，保證數(shù)控車床零件加工質(zhì)量。如果裝夾方法選擇不當(dāng)，對加工精度會產(chǎn)生很大影響，所以要引起足夠重視。

2.5 刀具相關(guān)點(diǎn)的確定

確定零件裝夾方式后，要確定刀具的刀位點(diǎn)、對刀點(diǎn)及換刀點(diǎn)。數(shù)控車床運(yùn)行的過程中，首先要確定好基準(zhǔn)點(diǎn)，即刀位點(diǎn)，再對刀進(jìn)行試切，完成后才能運(yùn)行數(shù)控車床中的加工程序。在數(shù)控加工中，對刀點(diǎn)是刀具相對于工件運(yùn)動的起點(diǎn)，也叫起刀點(diǎn)或程序起點(diǎn)。因此，要合理選擇刀具的尺寸及對刀點(diǎn)，它對加工精度會產(chǎn)生直接影響，如果選擇不合理還有可能引發(fā)安全隱患，所以要提高重視程度。對刀點(diǎn)選擇的原則是找正容易，編程方便，對刀誤差小，加工時檢查方便、可靠，有助于提高加工精度。最后要合理確定換刀點(diǎn)，換刀點(diǎn)是為數(shù)控車床、加工中心等多刀加工的機(jī)床而設(shè)置。因此，要提升數(shù)控車床技術(shù)加工精度，就要樹立起全局意識，從整體上進(jìn)行控制，不斷提升加工水平，為產(chǎn)品質(zhì)量提供保障[5]。

3 結(jié)語

綜上所述，對影響數(shù)控車床加工精度因素進(jìn)行分析，并采取有效措施優(yōu)化，有助于改善加工效果，對提高數(shù)控車床的加工精度及從整體上提高數(shù)控車床現(xiàn)有水平均具有重要意義。

為了適應(yīng)企業(yè)發(fā)展需求，要積極引入新理念、新技術(shù)，優(yōu)化數(shù)控車床技術(shù)加工方式，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量。