數(shù)控機床加工精度提高技術的進展及影響因素

馬春陽

摘 要：隨著我國當前科技水平的不斷提高，數(shù)控機床加工在生產(chǎn)中得到廣泛性利用，不僅可以保證加工能夠具備較高的精準性，還有助于便捷整個操作流程。在使用數(shù)控機床進行加工時，需要以提升精準度為主，更加高效率地完成日常的加工，并且還要明確影響精準度的因素，從而使數(shù)控機床加工工作能夠更加有序進行，促進我國生產(chǎn)行業(yè)的穩(wěn)定性發(fā)展。

關鍵詞：數(shù)控機床; 加工精準度; 提升因素

中圖分類號：G301? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? 文章編號：1006-3315（2021）8-187-002

在進行數(shù)控機床加工精度分析的過程中，需要從數(shù)控機床的不同組成部分入手，明確這些設備在日常運行時很有可能存在的問題以及對精準度的影響，提出優(yōu)化性的解決措施，并且融入先進的科技手段，不斷完善數(shù)控機床的整個加工過程和模式，使得數(shù)控機床的加工效率能夠得以充分的保證，加工技術得到不斷的進步和發(fā)展。

一、數(shù)控機床及精度評價的概述

為了全方位的了解數(shù)控機床加工方式的精度，在實際工作中需要了解數(shù)控機床及精度評價的主要特點，從而為后續(xù)進度評價工作提供重要的基礎，從整體上看，我國數(shù)控機床的發(fā)展方向和精度評價方法主要涵蓋以下幾個方面的內(nèi)容：

（一）發(fā)展概況

隨著我國科技水平的不斷提高，各種高端科技融入到數(shù)控機床行業(yè)中，并且數(shù)控機床在吸收這些先進技術的同時，在航空和汽車行業(yè)得到了廣泛性的運用，有效促進了制造行業(yè)的穩(wěn)定性發(fā)展。我國數(shù)控機床擁有幾十年的發(fā)展歷程，已經(jīng)取得了良好的應用成果，已經(jīng)掌握有關數(shù)控系統(tǒng)和主機研發(fā)等關鍵技術，一些核心技術朝著不斷成熟的方向發(fā)展。我國是當前數(shù)控機床消費量最大的國家，并且自主性研發(fā)的數(shù)控機床數(shù)量在世界上的比例也在不斷的增加，數(shù)控機床人才團隊在不斷的擴大以及發(fā)展，但是在現(xiàn)階段數(shù)控機床應用的過程中，還存在著一些細節(jié)性的問題需要解決，比如自主性研發(fā)的數(shù)控機床和進口數(shù)控機床的作用不相上下，但是在性能和精度上面卻存在著一定的差異性[1]。因此正確的分析在數(shù)控機床加工中存在的問題，從不同的角度優(yōu)化數(shù)控機床的整個加工過程，完善加工流程，使數(shù)控機床的加工效率和質(zhì)量符合相關的標準，促進我國制造行業(yè)的穩(wěn)定性發(fā)展。

（二）精度評價方式

在數(shù)控機床加工技術運用的過程中，需要加強對其中精度分析和評價的重視程度，了解數(shù)控機床在加工時所存在的問題以及不足，為我國數(shù)控機床的發(fā)展和進步提供正確的方向。首先在進行精度評價時，要充分發(fā)揮數(shù)控機床神經(jīng)網(wǎng)絡的評價方式，主要特點是運用一種非線性的神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)，先進行樣品的收集，再根據(jù)之前所制定的指標進行綜合性的評估，通過研究和分析更加客觀地評價最終的結(jié)論，了解數(shù)控機床的加工特點[2]。這一評價方式具備綜合性的特征，但是在評價時也存在一定的問題，比如不能更加科學有效地進行初始樣本的提取，在后續(xù)工作中需要配合其他技術共同的來進行評價，才可以保證最終評價結(jié)果的精準性。其次在后續(xù)工作中還運用了粗糙精度評價方法，這一評價方法可以解決一些較為模糊的數(shù)據(jù)信息，將實際應用情況轉(zhuǎn)變?yōu)榇植趯傩缘脑u價內(nèi)容，更加全面地了解數(shù)控機床的精度，從而起到重要的優(yōu)化和評價作用。最后一種評價方式是數(shù)控機床模糊精度評價方法，在實際實施的過程中，需要根據(jù)展現(xiàn)于外部事物不穩(wěn)定和模糊性的內(nèi)容進行有效的評價，這一方法是源于上個世紀末由國外的自動控制專家學者團隊而提出的。在評價原理方面需要將評價內(nèi)容分為非定量評價的類型，通過模糊數(shù)學的隸屬關系轉(zhuǎn)變?yōu)槎吭u價的方式。精度評價方法能夠整合各種各樣的影響因素，將模糊數(shù)學原理獲取的信息變成更加科學而穩(wěn)定性的評價整體，數(shù)控機床模糊精度方法可以處理難以量化的內(nèi)容，并全面解決一些不穩(wěn)定性的評價因素，從而提高實際的評價效果。

二、數(shù)控機床精度評價方法的具體應用

雖然我國在數(shù)控加工行業(yè)取得了一定的進步，但是由于發(fā)展時間較短，所以在具體實施過程中還存在著一些問題需要解決，需要根據(jù)制造行業(yè)的發(fā)展方向，采取有效的評價方式，全方位的了解數(shù)控機床加工精度方面的內(nèi)容。在實際實施的過程中，需要通過穩(wěn)態(tài)誤差的方法來關注機床經(jīng)度的影響因素，數(shù)控機床工作精度的穩(wěn)態(tài)誤差是隨性變化而產(chǎn)生的，實際誤差是由于實際數(shù)控機床位移和位移命令之間存在滯后現(xiàn)象而產(chǎn)生的。數(shù)控機床在穩(wěn)定運行的工作中，標準庫中的命令型技術所產(chǎn)生的滯后現(xiàn)象包含減速環(huán)節(jié)程序標準庫中的命令系系數(shù)，如果沒有下達相關的命令之后，或者是在第一時間內(nèi)做出相應改變，那么很容易由于時間的滯后性出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)誤差的問題，這一穩(wěn)態(tài)誤差和命令速度保持一致性的特征[3]。誤差也是當前數(shù)控機床精度評價的工作重點，在實際實施的過程中，數(shù)控機床在單軸環(huán)節(jié)時突然出現(xiàn)突發(fā)性啟動或者停止的話，那么整個命令變化速度是非常快的，需要根據(jù)指令的間隙進行重新的調(diào)節(jié)，防止存在著位移的問題。在后續(xù)工作中需要根據(jù)元素波動誤差來進行精準性的控制。勻速波動誤差主要是指機床在勻速工作中各個命令下達的速度和實際速度存在的差異，數(shù)控機床穩(wěn)定速度命令存在著控制離散性的差異，很有可能會由于摩擦系數(shù)的變化而造成一定的偏差，數(shù)控機床加工速度的大小會直接影響加工零部件的精準度，所以在實際工作中需要加強對這一誤差的有效分析。

三、數(shù)控機床加工精度的影響因素

（一）機床形狀

機床形狀是影響數(shù)控機床加工精度的影響因素，數(shù)控機床在日常運行時由于剛度和熱變形是影響系統(tǒng)平衡的重要基礎，數(shù)控機床的高度在外力的作用下以機床形狀不變化作為主要的基礎，從而使機床能夠承擔更大的應力。數(shù)控機床的工作環(huán)境是非常復雜的，各個機械設備之間的摩擦系數(shù)較為頻繁，如果在數(shù)控機床運行時高度無法滿足相關標準的話，那么很容易由于數(shù)控機床本身受到外部作用影響正常的運行。比如出現(xiàn)錯位和脫落的問題，使得數(shù)控機床加工精度無法滿足相關的標準。與此同時，數(shù)控機床在外部熱源和自身熱源熱變行的情況下，也會對自身產(chǎn)生一定的影響，外部熱源包含的是自然光線和周邊的工作溫度，自身熱源主要是包含軸承在工作時各自摩擦所產(chǎn)生的熱量，數(shù)控機床所使用的材料也會對熱變形造成一定的影響，如果數(shù)控機床長時間處于運作的狀態(tài)下，那么很容易會出現(xiàn)不同程度的工作誤差，這也是在實際使用時需要特別注意的問題。特別是針對自動化精準度較高的機床而言，在運行時經(jīng)常會由于內(nèi)外因素的影響和內(nèi)部的情況，使數(shù)控機床精準度無法滿足相關的標準，對后續(xù)的制造工作產(chǎn)生一定的影響。

（二）機床的抖動

在數(shù)控機床加工過程中，經(jīng)常會存在機床抖動的問題，對后續(xù)精度會造成不可抵抗的影響。在數(shù)控機床實際實施過程中，如果出現(xiàn)不同程度抖動的話，那么會由于自身器件之間無法具備穩(wěn)定性的特征，對數(shù)控機床的整個運行造成非常嚴重的影響。再加上一些刀具使用期限到期，機床的加工精度也會在不同程度的下降，這對于后續(xù)的使用有非常嚴重的影響。

（三）數(shù)控系統(tǒng)本身的性能

隨著科技水平的不斷提高，在數(shù)控加工中，逐漸朝著智能化和自動化的方向發(fā)展，對于數(shù)控系統(tǒng)來說具備自動化和復雜性的特征，不僅提高了實際的精準度，還會縮短整個工作時間。在數(shù)控機床日常工作的過程中，系統(tǒng)工作是比較平穩(wěn)的，檢查機構安裝穩(wěn)定性和精度會對數(shù)控機床精度造成一定的影響，這也是在實際工作中需要特別注意的問題。

四、優(yōu)化數(shù)控機床精度的措施

為了促進我國制造行業(yè)的穩(wěn)定性發(fā)展，提高數(shù)控機床加工精度是非常重要的，并且也成為制造行業(yè)發(fā)展的重要基礎，在實際工作中需要融入先進的科技手段，實現(xiàn)數(shù)控機床精度的不斷提高和優(yōu)化，從而滿足實際制造行業(yè)的要求。除了要改變數(shù)控機床本身之外，還需要優(yōu)化主軸。數(shù)控機床進行零部件加工時，基本上都是由數(shù)控機床主軸精度對關鍵零部件進行有效的控制而決定最終的精度，在實際使用的過程中需要保證主軸運行是非常平穩(wěn)的，另外還需要關注其他模型和機床多軸設備的一些情況，如果出現(xiàn)異常情況的話，那么要進行及時的調(diào)整以及改變，從而提高加工的效果。

（一）從技術和人員方面

為了使數(shù)控機床精度能夠得以充分的保證，在實際工作中，需要通過技術和人員等方面來保證實際加工的有序?qū)嵤Ｔ跀?shù)控機床加工工作中需要實現(xiàn)技術模式的不斷更新，對于零部件加工環(huán)境優(yōu)化時，需要按照不同零部件的加工要求選擇與之匹配的技術工藝，并且融入先進的技術方案，防止存在加工技術落后，從而得到良好的進度控制效果。

其次，在人員方面需要強化對操作人員整個行為的監(jiān)督以及管理，開展相對應的培訓工作，督促操作人員在日常工作中能夠按照規(guī)定操作設備。在實際操作時還可以指派專業(yè)性的人員進行有效的監(jiān)督。對于轉(zhuǎn)速和深度來說要進行更加嚴格的管控，避免操作人員一味地按照以往工作經(jīng)驗進行日常的操作。

（二）設備方面

對于數(shù)控機床的保養(yǎng)工作需要引起足夠的重視，尤其是對于測試系統(tǒng)和工作臺來說，如果在養(yǎng)護工作中并沒有進行科學養(yǎng)護的話，那么會對后續(xù)使用造成一定的影響。所以在實際工作中需要明確對加工進度造成影響的部位開展定期的維護以及檢查，從而使各個部件的運行能夠符合加工方面的要求，避免對進度造成影響。在維護過程中需要做好數(shù)控機床各部件之間的潤滑以及保養(yǎng)，防止在內(nèi)部零部件使用時存在磨損的問題，做好數(shù)據(jù)的記錄工作，保證設備的平穩(wěn)運行。

其次在數(shù)控機床加工時，刀具的切削和軸承轉(zhuǎn)動都是影響精準的因素，所以在刀具選擇方面需要按照實際的工作要求來確定刀具的型號和數(shù)量，按照零部件的不同科學分區(qū)來完成后續(xù)的加工工作。另外在加工管理中還需要進行切削力度和深度的有效把握，根據(jù)不同的要求選擇正確的刀具，在軸承選擇方面需要選擇摩擦力較小，并且非常平穩(wěn)光滑的軸承，提高實際的加工效果。

在我國數(shù)控機床發(fā)展的過程中，由于自身零部件很容易會出現(xiàn)相互干擾和磨損的問題，使得最終加工精度無法滿足相關的標準，所以在實際工作中需要加強對數(shù)控機床精度的有效了解和認識，采取科學的解決方案，從而使數(shù)控機床加工能夠維持在良好的狀態(tài)之中。

參考文獻：

[1]陳華.淺談數(shù)控機床加工精度異常故障的分析和處理[J]職業(yè)，2019（11）：92-93

[2]雷少梁.數(shù)控車床加工精度的影響因素和改進措施[J]南方農(nóng)機，2020（13）：41-42

[3]周學東.數(shù)控車床加工精度的影響因素及提高措施的分析[J]城市建設理論研究，2019（3）：250-251