數(shù)控車床加工精度的影響因素及提高方法分析

張明云

摘要：近年來，社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，我國(guó)制造業(yè)也步入了快速發(fā)展階段，隨著人們對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率的整體要求不斷提高，數(shù)控車床加工技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，為企業(yè)創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。隨著市場(chǎng)對(duì)于相關(guān)零部件的精密性要求越來越高，為了保障零件的整體質(zhì)量，就必須要不斷提升數(shù)控車床加工精度，這也是當(dāng)前急需解決的重點(diǎn)問題，必須要引起相關(guān)人員的高度重視。文章通過對(duì)數(shù)控車床加工精度的影響因素進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步探討了數(shù)控車床加工精度的具體提高方法，希望可以為相關(guān)從業(yè)人員提供些許借鑒。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床;加工精度;影響因素;提高方法

中圖分類號(hào)：TG519.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）14-0077-02

0? 引言

數(shù)控車床加工作為現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程中極為重要的工藝技術(shù)，對(duì)我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展具有重要的作用和影響，隨著社會(huì)不斷的進(jìn)步，市場(chǎng)對(duì)于一些零部件的整體精度要求不斷提高，也使得數(shù)控車床必須要具備很高的加工精度，從而保障生產(chǎn)加工高效有序進(jìn)行。數(shù)控車床加工與生產(chǎn)過程中，其加工精度也會(huì)受到一些因素的影響，很容易會(huì)出現(xiàn)誤差問題，零部件加工質(zhì)量也會(huì)受到不同程度的影響。所以，只有針對(duì)影響加工精度的相關(guān)因素，對(duì)其深入的分析，并及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，才能夠保障數(shù)控車床的整體加工精度，從而為我國(guó)制造業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展提供基礎(chǔ)保障。

1? 數(shù)控車床相關(guān)概念簡(jiǎn)述

1.1 數(shù)控車床的特點(diǎn)

數(shù)控車床應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)中已經(jīng)有了很長(zhǎng)一段時(shí)間，隨著人們的要求不斷提高，相關(guān)技術(shù)日益完善，現(xiàn)代化數(shù)控車床都有非常高的加工精度，并且被廣泛應(yīng)用于復(fù)雜零部件的加工生產(chǎn)過程中，數(shù)控車床加工的零部件具有較高的穩(wěn)定性，且整體質(zhì)量較高。目前數(shù)控車床已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了半自動(dòng)化與自動(dòng)化操作與生產(chǎn)，并且實(shí)際生產(chǎn)加工效率也大幅度提升。但是數(shù)控車床在實(shí)際應(yīng)用過程中，前期往往需要投入大量的成本，且數(shù)控機(jī)床設(shè)備內(nèi)部當(dāng)中的系統(tǒng)也非常復(fù)雜，因此，一旦出現(xiàn)故障，維修難度也比較大，只有具備一定專業(yè)技術(shù)能力與經(jīng)驗(yàn)的工作人員才能夠?qū)ζ溟_展維修管理。

1.2 數(shù)控車床分類

就目前環(huán)境下，數(shù)控車床被廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工與制造業(yè)生產(chǎn)過程中，同時(shí)由于具體的用途不同，其也有著較多的種類，根據(jù)數(shù)控車床的基本原理以及功能，可以將其劃分為點(diǎn)位控制數(shù)控車床以及普通數(shù)控車床。當(dāng)前數(shù)控車床加工技術(shù)在實(shí)踐應(yīng)用中的作用也越來越突出，整體水平大幅度提升，部分?jǐn)?shù)控車床的性能也更加的獨(dú)特，這樣也能夠最大程度上滿足各種機(jī)械生產(chǎn)的實(shí)際加工需求[1]。

1.3 基本工作原理

數(shù)控車床目前被廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工企業(yè)當(dāng)中，并且各項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)手段層出不窮，融入到實(shí)踐生產(chǎn)工作中，數(shù)控車床的加工精度也越來越高。數(shù)控車床已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)全面控制以及自動(dòng)化管理運(yùn)營(yíng)，其在實(shí)際運(yùn)行過程中，可通過語言編程控制，計(jì)算機(jī)本身可對(duì)相應(yīng)的加工流程控制程序進(jìn)行審核與優(yōu)化，同時(shí)發(fā)送指令到數(shù)控車床控制系統(tǒng)當(dāng)中，相關(guān)設(shè)備在接收指令之后，第一時(shí)間會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行，并開展零部件加工工作和任務(wù)。

2? 數(shù)控車床加工精度的具體影響因素分析

2.1 伺服因素

數(shù)控車床設(shè)備在運(yùn)行工作中，可能會(huì)受到許多因素的間接或直接影響，對(duì)加工工藝造成不同程度的影響，發(fā)生誤差問題，并且會(huì)影響加工精度與整體質(zhì)量，伺服系統(tǒng)能夠保障數(shù)控車床設(shè)備可以正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)與生產(chǎn)，同時(shí)也為其工作運(yùn)轉(zhuǎn)提供基本動(dòng)力，只有最大程度上發(fā)揮其功能，才能夠保障數(shù)控車床設(shè)備高效有序的開展工作。零部件加工環(huán)節(jié)當(dāng)中，往往需要相關(guān)操作工作人員針對(duì)數(shù)控機(jī)床的實(shí)際工作運(yùn)行狀態(tài)與位置，對(duì)其進(jìn)行調(diào)控與優(yōu)化，驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠正常工作，車床槽實(shí)際操作過程中，很可能會(huì)出現(xiàn)傳動(dòng)誤差的情況，相關(guān)零部件的加工精度也很容易會(huì)受到影響，造成定位精度誤差問題，必須要引起高度重視[2]。

2.2 數(shù)控車床導(dǎo)軌誤差

數(shù)控車床導(dǎo)軌操作環(huán)節(jié)，主要是對(duì)相應(yīng)的零部件位置進(jìn)一步確認(rèn)及把控，這樣才能夠保障數(shù)控設(shè)備穩(wěn)步運(yùn)行，保障零部件加工質(zhì)量，數(shù)控車床運(yùn)行中，導(dǎo)軌也可能會(huì)發(fā)生不同程度的磨損情況，或是相關(guān)操作工作人員未對(duì)軌道精度進(jìn)行很好的控制，這些都是會(huì)造成導(dǎo)軌誤差情況出現(xiàn)的，并且對(duì)數(shù)控車床的實(shí)際加工精度產(chǎn)生極大的影響，導(dǎo)致機(jī)械零部件的加工質(zhì)量受到一定影響[3]。

2.3 數(shù)控車床刀具參數(shù)影響

數(shù)控車床在進(jìn)行零部件加工與生產(chǎn)環(huán)節(jié)當(dāng)中，一般情況下，主要是通過車刀對(duì)零部件進(jìn)行車削處理，在實(shí)際工作中，很容易會(huì)發(fā)生車刀偏角和刀尖圓弧半徑異常狀況，在進(jìn)行外圓車削環(huán)節(jié)當(dāng)中，很容易會(huì)發(fā)生比較細(xì)微的誤差，但是工作人員容易忽視，便會(huì)造成刀具主偏角減少，增加了工件的生產(chǎn)加工偏差。因此，在數(shù)控車床實(shí)際應(yīng)用過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)相關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行合理把控，全面分析可能存在的軸線偏差，編寫程序，并及時(shí)改正與優(yōu)化刀具的實(shí)際位置。數(shù)控車床車刀主偏角和零部件很容易出現(xiàn)高度差問題，從而影響數(shù)控車床的實(shí)際加工精度，因此，必須要引起高度重視。

2.4 車床熱變形誤差的影響

數(shù)控車床在實(shí)際工作中，各種不同類型的熱源都會(huì)對(duì)車床產(chǎn)生一定作用，造成車床出現(xiàn)發(fā)熱的情況，元件受熱便會(huì)膨脹，甚至嚴(yán)重變形，元件一旦發(fā)生變形，便會(huì)導(dǎo)致程序無法正常有序進(jìn)行，同時(shí)也會(huì)對(duì)車床的實(shí)際加工精度產(chǎn)生極大的影響。車床在車刀切削作用下會(huì)產(chǎn)生摩擦熱、外部環(huán)境溫度變化影響等，車床當(dāng)中的元件溫度便會(huì)出現(xiàn)局部不均勻的情況，導(dǎo)致機(jī)械運(yùn)作不合理，由于溫度導(dǎo)致元件體積大小發(fā)生變化的情況大約占據(jù)了40-70%左右，這樣對(duì)于精度要求非常高的設(shè)備而言，是非常致命的影響，各個(gè)元件體積在不符合設(shè)備實(shí)際要求的情況下，便會(huì)出現(xiàn)一系列問題，如車刀切削角度出現(xiàn)偏移、絲杠軸心線出現(xiàn)傾斜，零件的誤差也會(huì)逐漸增大[4]。

3? 提高數(shù)控車床加工精度的具體方法措施

3.1 伺服系統(tǒng)誤差問題的應(yīng)對(duì)方法

伺服系統(tǒng)作為數(shù)控車床加工生產(chǎn)過程中極為重要的組成部分，其對(duì)數(shù)控車床的實(shí)際加工精度會(huì)產(chǎn)生直接的影響，同時(shí)也會(huì)極大的影響工件質(zhì)量。為了盡可能的降低伺服系統(tǒng)出現(xiàn)誤差問題，并減少對(duì)加工精度的影響，相關(guān)工作人員可針對(duì)實(shí)際運(yùn)行狀況，為其配置性能較高的零部件，如具備動(dòng)態(tài)性能的驅(qū)動(dòng)裝置，并且對(duì)相關(guān)參數(shù)及時(shí)改進(jìn)與優(yōu)化。對(duì)于車削加工中直線與圓弧加工所產(chǎn)生的影響，可采取適當(dāng)?shù)拇胧?duì)其進(jìn)行抑制，這樣可以避免速度誤差對(duì)于單軸直線加工的具體位置產(chǎn)生的影響，減少加工誤差。進(jìn)給軸維持在45°，這樣能夠最大程度上達(dá)到良好的加工精度與效果，伺服系統(tǒng)在圓弧加工過程中，應(yīng)當(dāng)針對(duì)具體情況，設(shè)置進(jìn)給軸位置的開環(huán)增益，這樣能夠有效提升機(jī)械工件輪廓的實(shí)際加工精度[5]。

3.2 數(shù)控車床導(dǎo)軌的精度有效控制

近年來，各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)層出不窮，并且被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，同時(shí)也大幅度提升了數(shù)控車床的整體加工精度與質(zhì)量，市場(chǎng)也對(duì)于數(shù)控車床的整體性能要求不斷提高。為了最大程度上發(fā)揮數(shù)控車床的功能與作用，可采用斜床代替鑄件的整體結(jié)構(gòu)，該工藝技術(shù)可減輕車床設(shè)備的實(shí)際重量，封閉式結(jié)構(gòu)，也可有效提升車床設(shè)備的抗扭、抗彎水平，提升其運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性。同時(shí)也應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步優(yōu)化車床導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提升車床本身的精度，只有這樣才能夠滿足在高負(fù)荷切削條件下進(jìn)行加工與生產(chǎn)[6]。

3.3 提升數(shù)控車床刀具的整體性能

數(shù)控車床設(shè)備工作運(yùn)行中，車刀具自身的特性，也會(huì)直接影響實(shí)際加工精度與質(zhì)量。所以，相關(guān)工作人員可結(jié)合實(shí)際情況，及時(shí)優(yōu)化調(diào)整車削方法。對(duì)于相關(guān)刀具，應(yīng)當(dāng)保證標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，數(shù)控車刀是比較常見的自動(dòng)換刀裝置，應(yīng)當(dāng)保障刀具庫完善，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)最大程度上滿足對(duì)于材質(zhì)以及性能等方面的具體需求，并且對(duì)零件車削加工實(shí)際效果進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化[7]。

3.4 誤差防止法

誤差防止法的主要目的是針對(duì)可能存在的各類誤差情況提前進(jìn)行消除處理，也就是在相關(guān)元件加工生產(chǎn)過程中，以及組裝環(huán)節(jié)中，對(duì)于相關(guān)誤差情況予以消除，并追溯到生產(chǎn)廠家，管理人員應(yīng)當(dāng)全面落實(shí)相關(guān)責(zé)任，對(duì)每個(gè)零部件質(zhì)量都應(yīng)當(dāng)進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，全面貫徹高質(zhì)量、高精度的生產(chǎn)基本原則。在組裝環(huán)節(jié)當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定要求及步驟，一件一件的進(jìn)行組裝，這樣才能夠最大程度上保障產(chǎn)品的整體質(zhì)量。同時(shí)還應(yīng)當(dāng)充分考慮到生產(chǎn)車間當(dāng)中的溫度影響，相關(guān)管理工作人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制車間內(nèi)的溫度，并對(duì)整個(gè)生產(chǎn)加工環(huán)境進(jìn)行全面優(yōu)化，讓溫度保持在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，避免溫度過高或者是過低，設(shè)備很容易會(huì)出現(xiàn)熱脹冷縮的情況，如果溫度過低，也會(huì)對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重的不良影響。要針對(duì)溫度變化情況，采取相應(yīng)的改善優(yōu)化措施，部分溫度升高情況很難避免，如摩擦熱等，對(duì)于這種現(xiàn)象，相關(guān)工作人員也應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取必要的措施進(jìn)行改善，盡可能的降低影響，從而不斷提升加工效率與質(zhì)量。誤差防止法也存在著一定的缺點(diǎn)，首先是投入成本太大，工廠方面需要前期投入大量的預(yù)防工作，導(dǎo)致成本投入增加，其次是上限太低，精度在達(dá)到一定程度之后，想要再有所提高變得非常困難。因此，相關(guān)管理人員可以將該方法和其他方法有效結(jié)合起來運(yùn)用，從而達(dá)到良好的效果[8]。

4? 結(jié)語

數(shù)控車床應(yīng)用于機(jī)械工件生產(chǎn)加工過程中，很容易會(huì)受到多方面因素的影響，對(duì)數(shù)控車床的實(shí)際加工精度產(chǎn)生直接的影響，相關(guān)操作工作人員應(yīng)當(dāng)全面了解相關(guān)影響因素，并深入全面的分析原因，通過采取相應(yīng)的技術(shù)措施和方法，不斷提升數(shù)控車床的整體性能與加工精度，從而最大程度上保障機(jī)械工作的實(shí)際加工精度與質(zhì)量。

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