數(shù)控車床加工精度影響因素分析及其控制

文小山 王慶國 李志強 王春江

摘要：隨著國民經濟的不斷增長，科學技術的不斷完善，數(shù)控車床加工技術也在飛速發(fā)展，對于車床加工精度也提出了更高的要求。數(shù)控車床作為一項先進的加工生產技術，能夠幫助工廠大大提高產品的生產質量和效率，但是在其運用過程中會受到一些因素的影響，導致數(shù)控車床加工精度的降低。本文針對數(shù)控車床加工精度因素與控制展開分析與探討，希望帶給大家參考意義。

關鍵詞： 數(shù)控車床;加工精度;控制策略

引言

近年來，數(shù)控車床被廣泛應用于機械制造等工業(yè)生產當中，為企業(yè)創(chuàng)收增盈，提高生產效率發(fā)揮著重要作用[1] 。工業(yè)生產中對于機械產品的精度要求較高，尤其是精密儀器制造等，更是對數(shù)控技術提出更加嚴格的要求。因此，如何提高數(shù)控車床的精度操作，準確無誤地按照設計要求生產出合格產品，嚴格把控好質量關、安全關，具有十分重要的意義。

1數(shù)控車床加工精度的影響因素

1.1 伺服系統(tǒng)驅動

伺服系統(tǒng)是數(shù)控車床系統(tǒng)中尤為重要的組成部分。在數(shù)控車床應用過程中，其準確定位需要依靠于滾珠絲杠，而伺服電機驅動就是科學有效控制滾珠絲杠的重要部分，一旦伺服系統(tǒng)驅動出現(xiàn)問題，那么滾珠絲杠的定位作用就無法發(fā)揮，進而也就會影響到數(shù)控車床的加工精度。而在數(shù)控車床應用過程中，伺服系統(tǒng)驅動問題就經常發(fā)生，是影響車床加工精度的重要因素。

1.2 刀具參數(shù)

零件的加工主要是通過刀具實現(xiàn)，需要通過刀具對零件進行切削。在數(shù)控車床加工中，需要針對零件材料、大小選擇合理的刀具以及切削參數(shù)，從而提高刀具切削性能，有效地降低刀具參數(shù)選擇不當造成的零件誤差，提高數(shù)控機床的加工精度。

1.3程序運行

數(shù)控機床在應用過程中，其加工操作及其他控制系統(tǒng)都具有嚴格的順序和規(guī)范，如果工作人員在操作過程中沒有按照一定的程序進行，或者是數(shù)控機床的運行程序不合理，就會直接影響到數(shù)控機床的加工精度[2] 。就實際看，很多工作人員在數(shù)控機床操作過程中，常常會出現(xiàn)不遵守相應程序、操作順序不科學、處理數(shù)據(jù)誤差等問題，這些問題會影響程序的正常運行，進而影響零件的精度。

1.4車床狀態(tài)

數(shù)控車床的運行狀態(tài)是影響數(shù)控車床加工精度的主要因素之一，通常情況下，影響車床狀態(tài)的因素如下：

第一，車床在加工過程中會產生大量的零件廢料，這些廢料將會對零件的加工過程造成一定的影響，甚至影響刀具的正常運行;

第二，電壓或電流的穩(wěn)定性會影響車床的運行狀態(tài)，一旦電壓或電流發(fā)生變化，將會導致刀具加工過程中出現(xiàn)卡頓的現(xiàn)象，對零件加工的精度造成影響;

第三，車床加工過程中產生電磁波，將會引起車床發(fā)生輕微的震蕩，對數(shù)控車床的精度造成一定的影響。因此，需要采取有效的手段，讓數(shù)控車床保持良好的運行狀態(tài) [2] 。

2數(shù)控車床加工精度的控制策略

2.1應用誤差防止法控制精度

誤差防止法就是提前將各種誤差進行消除，以提高加工精度的一種方法。為了更好地保證數(shù)控車床的加工精度，工作人員可以采用誤差防止法進行控制。比如可以通過改善車間環(huán)境、升級車床零件裝配、提升車床系統(tǒng)剛度等，達到提升數(shù)控車床精度和質量的目的。工作人員還需要加強對車床設備的研究分析，做好車床的優(yōu)化、設計工作，從專業(yè)的角度對車床進行科學分析，判斷可能出現(xiàn)的誤差問題，提前解決誤差問題或者將誤差控制在合理范圍內，避免誤差影響加工精度。另外，為了防止誤差問題的發(fā)生，工作人員還可以對各元件生產制造過程和組裝過程進行嚴格把控，比如對每一個零部件要嚴格控制質量，在組裝過程中，保證高精度、高效率、科學、規(guī)范組裝，這樣可以確保數(shù)控車床的精度，進而提高產生生產質量。

2.2強化數(shù)控車床總體設計

數(shù)控車床加工制造人員要不斷強化車床總體優(yōu)化工作，通過創(chuàng)新設計主機結構，引進裝配高質量功能部件，這樣才能夠最大化提高數(shù)控車床零件加工質量和效率，幫助企業(yè)降低人工生產成本。在數(shù)控車床總體優(yōu)化設計中，相關工作人員還需確保變形應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)實際情況合理調整車床結構重心高度，這樣能夠一定程度增加擺動模態(tài)頻率。此外，在確保車床結構剛度的前提下，工作人員可以盡量減少結構材料的實際用量，這樣有利于實現(xiàn)科學控制機床重心。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，來彌補傳統(tǒng)加工的缺陷，以改善主軸系統(tǒng)設計的合理性，避免主軸出現(xiàn)漂移，盡可能降低誤差的出現(xiàn)。

2.3運用編程法進行修正

在對一些結構復雜或精度要求較高的零件進行加工時，需要采取自動編程與人工校驗相互結合的方式進行編程，保證車床的加工精度。人工校驗主要是通過編程法對誤差進行修正，可以有效地消除間隙誤差。編程法可以有效地實現(xiàn)插補加工的過程，對誤差進行彌補或還原。編程法在使用前，需要將反向間隙值編入程序中，當車床加工過程出現(xiàn)誤差時，系統(tǒng)將會調用事先存好的反向間隙值對誤差進行修正，從而提高車床的加工精度。在編程法完成后，需要做好車床的調試工作，對誤差修正的準確性進行檢驗，確保能夠真正的消除誤差。在調試過程中，需要根據(jù)車床對零件的實際加工情況對程序進行分析，科學合理地對加工的細節(jié)進行檢查，保證調試結果的準確性 [3] 。

2.4加工細節(jié)控制

在經過加工前的設備調試環(huán)節(jié)后，還需要檢查零部件產品的合格情況，若沒有基本的質量保障，將會嚴重影響下一步工作的開展。在調試環(huán)節(jié)可以詳細分析各部件之間配合運轉的情況，但并不能夠完全反映出每一個部件產品質量是否合格達標。在實際加工生產過程中，通常會因為細節(jié)問題影響加工精度。同時，試運轉期間，由于質量無法保證，也會造成刀具的磨損破壞，進而影響加工精度。

2.5加強幾何精度管理

要通過加強過程管控來提高車床的加工精度。在車床正常工作狀態(tài)下，要嚴格控制車刀的切削速度，以求達到設計加工的理想精度要求，切勿將切削速度固定在高速運轉狀態(tài)下，盡量減少空隙產生和偏振的影響，從而影響精度施工。在加工操作過程中，可以利用滾動鋼制軌道的方式，促進切削工作更加流暢，結合鋼制軌道的剛度情況，提高導軌自身穩(wěn)定性，使得車床能夠在穩(wěn)定導軌平面自由滑動。同時，在車床設計之初，還應當考慮借助輔助設備對滑道進行加固，使其始終處于水平位置，導軌與基座之間應盡量減少縫隙，如果存在縫隙，還需要及時采取輔助物進行充填，確保通過提高車床設計的進一步合理性，來保證切削工作的平穩(wěn)順滑加工，減少故障率和精度下降。

結語

在實際加工操作過程中，數(shù)控機床作為一種機械設備，在應用過程中難免會存在較多的影響因素，進而降低其加工精度。所以，需要利用科學管控，嚴格遵循規(guī)章制度和工藝流程，促進專業(yè)人員的協(xié)調分工，提升精度加工與精度管理水平，確保在精度提升后，產品質量與安全質量進一步得到保障，從保障企業(yè)更好地發(fā)展。

參考文獻

[1]吳福昌. 數(shù)控車床加工精度的影響因素及提高措施分析[J]. 機電工程技術，2019，48（7）：13 -14 +119.

[2]鄭美超，王智群.數(shù)控車床加工精度的影響因素[J].南方農機，2020，51（08）：174.

[3]顧宏.基于數(shù)控車床加工精度的影響因素分析及應對策略探究[J].機械工程，2016（6）：66-68.

[4] 淡書橋 . 淺談數(shù)控車床工件加工品質控制與優(yōu)化方案 [J]. 南方農機 ，2019，50（21）：143.