淺談影響數(shù)控機床加工中加工尺寸準確度的因素及改進措施

劉培鑫 田斌

摘 要：如今，數(shù)控機床已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)的常用工具，是實現(xiàn)機械化、自動化和智能化生產(chǎn)的基石。隨著產(chǎn)品類型變化，數(shù)控機床加工環(huán)節(jié)的誤差控制標準越來越嚴格，提高加工尺寸準確度、增強加工精度至關(guān)重要。基于此，本文結(jié)合實踐經(jīng)驗，對影響數(shù)控機床加工中加工尺寸準確度的因素進行簡要分析，而后從設(shè)備控制、生產(chǎn)管理兩方面著手提出實用性改進措施。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床;工業(yè)制造;加工尺寸;影響因素;伺服系統(tǒng)

前言：

數(shù)控機床加工的精度越高，設(shè)備實用性越強，保證加工尺寸準確、確保加工質(zhì)效達標是數(shù)控機床生產(chǎn)管理的重點。在實踐工作中，基于數(shù)控機床加工零件時，可實現(xiàn)流水作業(yè)，但在生產(chǎn)過程中工件尺寸的準確度會受到多種因素干擾，一旦出現(xiàn)偏差必然會影響整體生產(chǎn)質(zhì)量。所以，對于生產(chǎn)人員來說深入研究數(shù)控機床加工精度的影響因素及其改進措施，是保證生產(chǎn)效益的最有利途徑。

1數(shù)控機床加工中的尺寸準確度影響因素

數(shù)控機床加工環(huán)節(jié)，若出現(xiàn)尺寸準確度不達標的情況，就意味著數(shù)控機床加工精度方面的誤差過度，不僅會影響生產(chǎn)質(zhì)量，更會讓生產(chǎn)效益受到巨大影響。在實際作業(yè)環(huán)節(jié)，數(shù)控機床加工的尺寸準確度要求極高，想要達到預(yù)定目標就必須對加工環(huán)節(jié)的定位精度、幾何精度以及切削精度進行合理控制，而結(jié)合實踐不難發(fā)現(xiàn)，數(shù)控機床加工中的尺寸準確度影響因素如下。

（一）數(shù)控機床精度

從本質(zhì)上來看，數(shù)控機床也是由多種不同裝置組成的自動化機械設(shè)備，該設(shè)備本身的性能和參數(shù)會直接影響加工能力和加工質(zhì)量。在數(shù)控機床加工環(huán)節(jié)，若數(shù)控機床本身存在精度不達標或裝置誤差過大的情況，就會導(dǎo)致加工尺寸不準確。比如，數(shù)控機床中的機械零件組裝不規(guī)范、機械不匹配問題研究就會導(dǎo)致數(shù)控機床加工尺寸準確度下降;數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)誤差大，伺服裝置實用性不達標也同樣會導(dǎo)致尺寸準確度下降[1]。同時，數(shù)控機床運行過程中存在的傳動軸反轉(zhuǎn)、電路不穩(wěn)等誤差也會引發(fā)加工尺寸不準確的情況。

（二）生產(chǎn)管理水平

數(shù)控機床加工環(huán)節(jié)，生產(chǎn)管理水平也同樣是影響加工尺寸準確度的關(guān)鍵。在實踐中，生產(chǎn)管理人員需要關(guān)注的管理要素眾多，它們都會對數(shù)控機床加工質(zhì)效造成影響。比如，生產(chǎn)環(huán)境因素，若數(shù)控機床加工過程中出現(xiàn)了電磁、高溫、粉塵異常，必然會對設(shè)備運行造成影響，那么也會影響數(shù)控機床加工尺寸的準確度。從數(shù)控機床加工角度來看，設(shè)備的持續(xù)化、標準化、穩(wěn)定化運行是保證加工尺寸合理的關(guān)鍵，但若出現(xiàn)環(huán)境溫度誤差或設(shè)備使用誤差，就會破壞持續(xù)性生產(chǎn)、導(dǎo)致設(shè)備使用異常，進而影響實用性。通常來說，數(shù)控機床加工管理方面，最容易影響數(shù)控機床加工尺寸準確度的因素包括參數(shù)設(shè)計、系統(tǒng)編程、刀具磨損誤差、操控管理等幾個方面。

2數(shù)控機床加工中控制尺寸精度的可靠措施

從現(xiàn)實角度來看，提高數(shù)控機床的加工精度，是保證機械制造可靠性、時效性和安全性的有效方法。對于機械制造企業(yè)而言，數(shù)控機床加工管理的重點，就在于控制加工尺寸準確度，保證加工精度。結(jié)合實踐不難發(fā)現(xiàn)，數(shù)控機床加工中，加工尺寸不準確的問題不僅與機床系統(tǒng)、設(shè)備本身質(zhì)量有關(guān)，更與人為操作有直接關(guān)系。因此，改進數(shù)控機床加工技術(shù)和管理方面，相關(guān)工作人員應(yīng)該從以下兩方面著手進行全面考量，從而切實保證數(shù)控機床加工精度。

（一）提高數(shù)控機床性能

為保證加工尺寸準確度，在數(shù)控機床加工管理環(huán)節(jié)必須著力提高設(shè)備本身性能。在這一環(huán)節(jié)，相關(guān)工作人員采用的改進措施應(yīng)該以優(yōu)化設(shè)備性能參數(shù)為核心。

1.全面提升設(shè)備性能

數(shù)控機床自身精度越高，越有利于保證加工尺寸準確度。因此，改進管理方面最為重要的一項工作就是全面提升設(shè)備性能。生產(chǎn)單位必須提高機床的機械精度，從產(chǎn)品加工的角度出發(fā)強化機床自身精度優(yōu)化。比如，完善數(shù)控機床的基本結(jié)構(gòu)與功能性設(shè)計方案，加強數(shù)控機床運行方面的零件受力分析以及材料參數(shù)性能分析;深化數(shù)控機床組件選用和安裝管理，定期開展零部件穩(wěn)固性檢驗、設(shè)備磨損檢查以及質(zhì)保維修。從本質(zhì)上來說，想要避免因數(shù)控機床本身精度誤差造成的加工誤差，就必須從數(shù)控機床制造、安裝、檢修以及運維等多角度出發(fā)開展全過程管控。

2.消除伺服系統(tǒng)誤差

伺服驅(qū)動裝置是數(shù)控機床中最為基礎(chǔ)的組成部分，基于該系統(tǒng)可有效控制數(shù)控機床的進給伺服和主軸伺服，當數(shù)控裝置向伺服系統(tǒng)發(fā)布指令信息時，該系統(tǒng)直接控制機床執(zhí)行部件位移，從而保證機床生產(chǎn)性能的有效發(fā)揮。在實際作業(yè)環(huán)節(jié)，數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)必須具備快速反應(yīng)性能和精準控制性能，在獲得數(shù)字指令信號后必須快速而準確地作出反應(yīng)，從而保證數(shù)控機床的加工精度。為避免伺服系統(tǒng)誤差，數(shù)控機床加工環(huán)節(jié)需要高度重視系統(tǒng)校正問題[2]。實踐中，必須保證伺服裝置的元器件配備合理，從根本上保證伺服系統(tǒng)的驅(qū)動力和精準性。同時，在數(shù)控機床加工圓弧和直線時，為避免發(fā)生伺服系統(tǒng)誤差引發(fā)的精度不準問題，可完善數(shù)控機床伺服給進系統(tǒng)的控制模式。比如，采取多元控制方案，基于實際需求實現(xiàn)該系統(tǒng)的開閉環(huán)或半閉環(huán)控制，基于開環(huán)增效消除系統(tǒng)誤差。

（二）提升加工管理質(zhì)效

正如前文所言，數(shù)控機床的加工管理水平也同樣是影響加工尺寸準確度的重要因素。所以，在技術(shù)改進方面必須重視數(shù)控機床加工管理優(yōu)化，通過消除、控制數(shù)控機床加工尺寸精準度影響因素，達到精準生產(chǎn)、提質(zhì)增效的目的。

1.人為操作

雖然，數(shù)控機床屬于自動化生產(chǎn)設(shè)備，但在其使用過程中仍然需要通過人為調(diào)整和操控來保證運行可靠性。因此，人為操作也會影響數(shù)控機床加工尺寸的準確性。為減少這種誤差，加工管理人員必須強調(diào)人為操作的科學(xué)性、標準性和規(guī)范性。比如，加強生產(chǎn)車間清潔與設(shè)備運維，實現(xiàn)常態(tài)化保養(yǎng)和檢修，基于人為操作嚴格控制生產(chǎn)環(huán)境溫濕度和整潔性，避免數(shù)控機床加工受到溫度、濕度、粉塵等外力因素干擾。當然，在人為操作方面，還需要強調(diào)數(shù)控機床的設(shè)備更換，加工管理人員需定期檢查設(shè)備零部件磨損情況，及時更換刀具、零件。此外，在數(shù)控機床的人為操作管理方面，也應(yīng)該重視數(shù)控機床重心位置調(diào)整、幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及總體設(shè)計方案的持續(xù)改進，從而基于人為操作為自動化機床的有效應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

2.自動編程

數(shù)控機床的加工過程具有自動化特性，這一特點是由機床的數(shù)據(jù)編程功能決定的。在實際作業(yè)環(huán)節(jié)，數(shù)控機床的加工行為是對數(shù)據(jù)編程程序的有效執(zhí)行，所以想要提升加工尺寸精確度必須提升自動編程水平。為此，必須保證原點位置精確性，強調(diào)自動編程與圖紙設(shè)計的原點位置統(tǒng)一性。而且，還需要合理設(shè)計系統(tǒng)功能、安排加工工序，以免因過于繁復(fù)或疏漏的工序增加加工誤差。需要注意的是，自動編程環(huán)節(jié)應(yīng)加強刀具刀位點設(shè)計，以便保證刀具加工精度。

結(jié)束語：

綜上所述，在現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展過程中，有效運用數(shù)控機床至關(guān)重要，保證加工尺寸準確度是數(shù)控機床加工的最基本要求。在實際作業(yè)環(huán)節(jié)，數(shù)控機床加工中的加工尺寸準確度影響因素眾多，既與機床機具本身的性能參數(shù)有關(guān)，也與人為控制相關(guān)。因此，在數(shù)控機床加工管理環(huán)節(jié)，深化精度影響因素挖掘，強調(diào)針對性管理和全過程質(zhì)控勢在必行。

參考文獻：

[1]劉晉斌，莊道軍.數(shù)控車床在加工活塞環(huán)錐形表面中的應(yīng)用研究[J].九江學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2021，36（04）：35-38.

[2]李鏡懸，邱述龍，覃事鵬.影響金屬切削數(shù)控車床操作精度的因素及解決方法[J].世界有色金屬，2021（22）：184-185.

作者簡介：

姓名：劉培鑫;性別：男;出生年月：199103;籍貫：陜西富平;民族：漢;最高學(xué)歷：本科;目前職稱：助理工程師;研究方向：機械加工。