影響數(shù)控車床加工精度因素與控制策略

摘要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，科學(xué)技術(shù)的不斷完善，數(shù)控車床加工技術(shù)得到了質(zhì)的飛躍，市場(chǎng)用戶對(duì)于車床加工精度也提出了更高的要求。數(shù)控車床作為一項(xiàng)先進(jìn)的加工生產(chǎn)技術(shù)，能夠幫助工廠大大提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和效率，但是在其運(yùn)用過程中會(huì)受到一些因素的影響，導(dǎo)致數(shù)控車床加工精度的降低。因此，相關(guān)工作人員在實(shí)踐操作應(yīng)用數(shù)控車床時(shí)，要綜合考慮到影響到數(shù)控車床加工角度的不同因素，及時(shí)采取有效防范控制措施，確保能夠最大程度發(fā)揮出數(shù)控車床加工技術(shù)的作用，充分保障機(jī)械產(chǎn)品加工質(zhì)量。本文將進(jìn)一步對(duì)影響數(shù)控車床加工精度因素與控制展開分析與探討。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床;加工精度;控制策略

0 ?引言

通過創(chuàng)新研究應(yīng)用數(shù)控車床加工技術(shù)，能夠?yàn)樯鐣?huì)創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)我國(guó)制造業(yè)建設(shè)穩(wěn)定持續(xù)的發(fā)展。在數(shù)控車床實(shí)踐加工操作過程中，對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量精度控制是尤為重要的，無論是編程精度，還是插補(bǔ)精度、伺服精度控制都會(huì)影響到機(jī)械產(chǎn)品加工精確度。除此之外，在數(shù)控車床加工作業(yè)中，其加工精度還會(huì)受到加工材料、外界環(huán)境等因素影響，導(dǎo)致熟可能給車床加工偏差的發(fā)生，從而影響到零部件產(chǎn)品的加工質(zhì)量，需要相關(guān)工作人員科學(xué)采取有效控制措施。

1 ?數(shù)控車床構(gòu)成與特點(diǎn)

在加工制造領(lǐng)域數(shù)控車床設(shè)備的構(gòu)成主要包括以下幾個(gè)不同部分：

①主機(jī)。在數(shù)控車床設(shè)備運(yùn)行中主機(jī)是其核心部分，主機(jī)所涵蓋了的機(jī)械部件有床身、立柱、立柱以及用于方便切削加工的零部件;

②驅(qū)動(dòng)裝置。驅(qū)動(dòng)裝置作為數(shù)控車床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)驅(qū)動(dòng)部件，其涵蓋了主軸電機(jī)、主軸驅(qū)動(dòng)單元、進(jìn)給單元以及進(jìn)給電機(jī)等?；跀?shù)控裝置輔助控制作用下，使用電液或者電氣伺服系統(tǒng)，從而完成進(jìn)給驅(qū)動(dòng)和主軸驅(qū)動(dòng)[1];

③數(shù)控裝置。在數(shù)控車床構(gòu)造中數(shù)控裝置部分主要涵蓋了軟硬件設(shè)備，它們負(fù)責(zé)的工作內(nèi)容是對(duì)數(shù)字化零部件加工程序進(jìn)行有效輸入和存儲(chǔ)，并且會(huì)完成對(duì)大量數(shù)據(jù)的優(yōu)化處理分析，發(fā)揮出車床控制功能的作用;

④輔助裝置。在數(shù)控車床中輔助裝置是確保機(jī)床安全穩(wěn)定持續(xù)運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，是車床運(yùn)行中不可或缺的配套設(shè)施。輔助裝置在數(shù)控車床運(yùn)行過程中起到的作用是照明、排屑、冷卻已經(jīng)潤(rùn)滑等。

與傳統(tǒng)車床相比較，數(shù)控車床實(shí)踐應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)在于以下幾點(diǎn)內(nèi)容：

①基于多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，能夠科學(xué)高效完成對(duì)各種復(fù)雜零部件的加工制造;

②加工制造精度高，提高零部件產(chǎn)品加工質(zhì)量和效率;

③自動(dòng)化程度高，能夠最大化減少員工的工作任務(wù)量，降低他們的實(shí)際勞動(dòng)強(qiáng)度;

④加工精密性要求較高，需要檢修維護(hù)人員和操作人員具備良好專業(yè)能力和素質(zhì)，及時(shí)優(yōu)化調(diào)整數(shù)控程序和設(shè)置對(duì)應(yīng)參數(shù)。

2 ?影響數(shù)控車床加工精度的主要因素分析

2.1 車刀幾何參數(shù)誤差

當(dāng)相關(guān)工作人員在操作使用數(shù)控機(jī)床對(duì)各類零部件進(jìn)行處理時(shí)，車刀會(huì)按照程序設(shè)定的行動(dòng)軌跡對(duì)零件進(jìn)行處理。但是，實(shí)際上由于車刀偏角與圓弧半徑問題使得其在處理加工零部件過程中會(huì)容易發(fā)生軸線尺寸誤差問題，而軸向尺寸變化量則會(huì)隨著圓弧半徑的增加而增加。因此，相關(guān)操作人員要正確意識(shí)到數(shù)控車床加工零部件中軸向位移長(zhǎng)度的變化是與軸向尺寸優(yōu)化調(diào)整存在緊密聯(lián)系的[2]。操作人員要深入分析處理軸向尺寸和位移長(zhǎng)度，并結(jié)合零部件的實(shí)際特征，充分考慮到軸向尺寸誤差因素，優(yōu)化調(diào)整位移長(zhǎng)度，科學(xué)有效編制整個(gè)加工流程。車刀圓弧半徑、刀尖距等參數(shù)的合理設(shè)置會(huì)直接影響到數(shù)控車床零部件加工精度，為了避免零件加工處理精度變得更低，車床工作人員要從細(xì)節(jié)處入手，完成車床編程工作。

2.2 伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)誤差

數(shù)控車床操作人員要了解到數(shù)控車床準(zhǔn)確定位需要依靠于滾珠絲杠，而負(fù)責(zé)科學(xué)有效控制滾珠絲杠的部分則是由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)完成的。因此，在伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)運(yùn)行過程中，一旦滾珠絲杠發(fā)生傳動(dòng)誤差問題，就會(huì)導(dǎo)致車床定位精度受到影響，促使零件加工精度下降。當(dāng)工作人員操控?cái)?shù)控車床設(shè)備加工處理零部件產(chǎn)品是，伺服電機(jī)會(huì)自動(dòng)合理控制滾珠絲杠，促使其能夠順利實(shí)施逆向運(yùn)行，而此時(shí)就有可能會(huì)出現(xiàn)空運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，從而造成反向間隙誤差問題的出現(xiàn)。除此之外，由于會(huì)受到一定的外力作用，數(shù)控車床在傳動(dòng)作業(yè)中，容易產(chǎn)生彈性形變情況，促使車床位置發(fā)生手里差異性，這樣一來將會(huì)影響到零件加工精度，造成企業(yè)一定的經(jīng)濟(jì)損失。

3 ?數(shù)控車床加工精度影響因素的控制措施

3.1 科學(xué)采用誤差防止法

針對(duì)影響數(shù)控車床加工精度的誤差問題，相關(guān)工作人員要通過科學(xué)采用誤差防止法，認(rèn)真做好誤差預(yù)防控制作業(yè)，基于有效把控不同加工制造環(huán)節(jié)的誤差產(chǎn)生情況，實(shí)現(xiàn)避免誤差源的目的。例如，數(shù)控車床管理人員可以通過優(yōu)化改善加工車間環(huán)境、提升車床系統(tǒng)剛度以及強(qiáng)化車床零件裝配等不同手段，實(shí)現(xiàn)提高生產(chǎn)零件加工質(zhì)量與精度的效果，避免零件加工生產(chǎn)過程中出現(xiàn)誤差情況。數(shù)控車床管理維護(hù)人員要深入研究分析車床設(shè)備，主動(dòng)加強(qiáng)對(duì)車床的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，通過科學(xué)分析出可能出現(xiàn)的誤差問題，最大程度將誤差控制在合理范圍內(nèi)。誤差防止法作為一種能夠有效提升數(shù)控車床生產(chǎn)零件加工精度的重要方式，工作人員將其應(yīng)用在數(shù)控車床零件加工作業(yè)中，能夠起到事半功倍的作用[3]。然而，誤差防止法在實(shí)踐應(yīng)用過程中也存在著一個(gè)缺陷：當(dāng)工作人員盲目追求提升數(shù)控車床精度時(shí)，不僅會(huì)一定程度影響到零件產(chǎn)品加工制造質(zhì)量，還會(huì)導(dǎo)致加工綜合成本的提升，不利于加工制造企業(yè)建設(shè)和諧穩(wěn)定的發(fā)展。此外，如果工作人員只是單一運(yùn)用誤差防止法提高零件加工精度，會(huì)在達(dá)到一定精度標(biāo)準(zhǔn)后難以展開進(jìn)一步提升。

3.2 強(qiáng)化數(shù)控車床總體設(shè)計(jì)

數(shù)控車床加工制造人員要不斷強(qiáng)化車床總體優(yōu)化工作，通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)主機(jī)結(jié)構(gòu)，引進(jìn)裝配高質(zhì)量功能部件，這樣才能夠最大化提高數(shù)控車床零件加工質(zhì)量和效率，幫助企業(yè)降低人工生產(chǎn)成本。在數(shù)控車床總體優(yōu)化設(shè)計(jì)中，相關(guān)工作人員還需確保變形應(yīng)力均勻分配到不同部件上，這樣能夠優(yōu)化改善數(shù)控車床變形問題，防止出現(xiàn)剛度薄弱部件問題。數(shù)控車床加工制造人員可以根據(jù)實(shí)際情況合理調(diào)整車床結(jié)構(gòu)重心高度[4]，這樣能夠一定程度增加擺動(dòng)模態(tài)頻率。此外，在確保車床結(jié)構(gòu)剛度的前提下，工作人員可以盡量減少結(jié)構(gòu)材料的實(shí)際用量，這樣有利于實(shí)現(xiàn)科學(xué)控制機(jī)床重心。工作人員還可以利用優(yōu)化數(shù)控車床主軸系統(tǒng)的熱態(tài)性能，來彌補(bǔ)傳統(tǒng)加工的缺陷，以改善主軸系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性，避免主軸出現(xiàn)漂移，盡可能降低誤差的出現(xiàn)。

3.3 提升數(shù)控車身導(dǎo)軌精度

伴隨著工業(yè)進(jìn)程加快，工業(yè)生產(chǎn)對(duì)數(shù)控車床加工精度的要求越來越高，利用改善數(shù)控車身導(dǎo)軌精度能夠有效保障數(shù)控車床零件產(chǎn)品加工質(zhì)量。當(dāng)工作人員在對(duì)數(shù)控車床的斜車車身進(jìn)行形式選擇時(shí)，可以通過科學(xué)采用封閉狀筒形結(jié)構(gòu)模式，這樣不僅能夠幫助企業(yè)省去鑄造環(huán)節(jié)，降低工部件質(zhì)量，還可以有效節(jié)省更多資金成本，最大程度發(fā)揮出各項(xiàng)資源的價(jià)值作用，避免發(fā)生資源浪費(fèi)現(xiàn)象。當(dāng)工作人員在實(shí)踐應(yīng)用封閉狀筒形結(jié)構(gòu)模式時(shí)，要科學(xué)結(jié)合物理力學(xué)性質(zhì)使用斜車車身來展開切割操作，這樣能夠充分保障數(shù)控車床生產(chǎn)零件的加工精度。

4 ?結(jié)束語

綜上所述，影響數(shù)控車床技工精度的因素是多種多樣的，現(xiàn)代企業(yè)要想全面提升數(shù)控車床加工精度，確保能夠在最低成本下創(chuàng)造出最大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，就必須安排專業(yè)人員加強(qiáng)對(duì)車床整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，引導(dǎo)操作人員科學(xué)合理運(yùn)用誤差防止法、補(bǔ)償法等，不斷提高車床加工精度，將加工誤差控制在合理范圍內(nèi)，促進(jìn)加工企業(yè)建設(shè)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展。

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[4]劉捷.數(shù)控自動(dòng)車床表面精度質(zhì)量影響因素分析及對(duì)策探討[J].河南科技，2014（10）：142-143.

作者簡(jiǎn)介：朱佳敏（1982-），女，河南信陽人，信陽高級(jí)技工學(xué)校，一級(jí)實(shí)習(xí)指導(dǎo)，本科，工學(xué)學(xué)士，研究方向?yàn)閿?shù)控加工技術(shù)。