數(shù)控車床技術(shù)加工精度工藝優(yōu)化

郝志敏

摘要：近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展，數(shù)控車床技術(shù)得到更多的應(yīng)用。伴隨著社會(huì)生產(chǎn)力的不斷進(jìn)步，一些生產(chǎn)效率較低的生產(chǎn)設(shè)備都被逐步淘汰。而高效率的生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)，離不開(kāi)數(shù)控車床技術(shù)的應(yīng)用。精度作為數(shù)控車床技術(shù)最重要的一項(xiàng)指標(biāo)，如果數(shù)控車床技術(shù)的加工精度不達(dá)標(biāo)，那么便會(huì)影響到車床的正常運(yùn)作。當(dāng)前我國(guó)的數(shù)控車床的精度還存在著一些問(wèn)題，這也使得我國(guó)的數(shù)控車床技術(shù)難以走向世界。本文將分析影響車床精度的因素，并就如何優(yōu)化車床加工工藝、提升車床加工精度提出幾點(diǎn)解決策略。

Abstract： In recent years， with the rapid development of my country's economy and society， CNC lathe technology has been used more. With the continuous progress of social productivity， some production equipment with lower production efficiency has been gradually eliminated. The production of high-efficiency production equipment is inseparable from the application of CNC lathe technology. Accuracy is the most important indicator of CNC lathe technology. If the machining accuracy of CNC lathe technology is not up to standard， it will affect the normal operation of the lathe. At present， there are still some problems in the accuracy of CNC lathes in my country， which also makes it difficult for my country's CNC lathe technology to go to the world. This article will analyze the factors that affect the accuracy of the lathe， and put forward several solutions on how to optimize the machining process of the lathe and improve the machining accuracy of the lathe.

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床;加工精度;解決策略

Key words： CNC lathe;machining accuracy;solution strategy

中圖分類號(hào)：S220? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ?   ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）01-0053-02

0? 引言

精密零件作為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分，對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)起到牽一發(fā)而動(dòng)全身的作用。而精密部件的生產(chǎn)與加工，離不開(kāi)數(shù)控車床技術(shù)的參與。通過(guò)數(shù)控車床技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，很多因素都會(huì)對(duì)數(shù)控車床的制造精度產(chǎn)生影響。而對(duì)數(shù)控車床的制造精度影響最大的，通常是伺服因素以及刀具的參數(shù)。這些影響因素如果沒(méi)能受到重視，那么車床所加工出的零部件便會(huì)產(chǎn)生各種問(wèn)題，進(jìn)而影響工業(yè)設(shè)備的正常運(yùn)行，還會(huì)對(duì)企業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生阻礙作用。那么，如何提升數(shù)控車床的加工精度，便成為了每位操作人員所必須面對(duì)并尋求解決的問(wèn)題。

1? 數(shù)控車床技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀

1.1 數(shù)控車床技術(shù)對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)發(fā)揮著難以替代的作用? 隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，很多行業(yè)為了提升產(chǎn)品的體驗(yàn)，都會(huì)借助機(jī)械設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)。這也使得機(jī)械行業(yè)對(duì)于人們的生產(chǎn)生活發(fā)揮著不可替代的作用。例如我們生活中常見(jiàn)的手表齒輪，以及大型工業(yè)設(shè)備的零件，這些對(duì)精度要求極高的零部件都需要借助數(shù)控機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn)。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速普及，當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在數(shù)控車床加工中發(fā)揮著重要作用。通過(guò)人工智能技術(shù)，數(shù)控車床可以更好地控制生產(chǎn)的精度，進(jìn)而提升產(chǎn)品的質(zhì)量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個(gè)行業(yè)的快速發(fā)展。

1.2 數(shù)控車床技術(shù)具有難以替代的優(yōu)勢(shì)? 普通車床加工技術(shù)的加工精度較差，很容易出現(xiàn)誤差，而數(shù)控車床技術(shù)對(duì)于誤差的把控能力較強(qiáng)，所生產(chǎn)出零部件在穩(wěn)定性上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。數(shù)控車床的精度高、誤差小的特點(diǎn)使得很多機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)都離不開(kāi)數(shù)控車床的參與。近年來(lái)我國(guó)的制造業(yè)逐漸向精密化、集約化方向發(fā)展。在這一背景下，數(shù)控機(jī)床技術(shù)尤為重要。但是我國(guó)的數(shù)控機(jī)床對(duì)于一些微小的零件的精度把控還存在一些問(wèn)題，并且在數(shù)控車床技術(shù)的自動(dòng)化程度還不夠高，所以我國(guó)的數(shù)控車床加工技術(shù)還有很大的提升空間。

2? 影響數(shù)控車床加工精度的因素

2.1 伺服因素? 數(shù)控車床在加工中容易受到各種因素的影響，很容易使精度下降。而伺服因素對(duì)數(shù)控車床的精度影響最大，由于車床的正常運(yùn)行需要伺服系統(tǒng)的參與，如果伺服系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，那么數(shù)控車床的精度便很容易受到影響。伺服系統(tǒng)對(duì)于數(shù)控車床的部件控制有著很大影響，如果沒(méi)有伺服系統(tǒng)的電力支持，那么數(shù)控車床的精度也就難以保障。另外，伺服系統(tǒng)的中的傳動(dòng)裝置如果出現(xiàn)問(wèn)題，那么數(shù)控車床的加工精度便會(huì)受到很嚴(yán)重的影響。在機(jī)床的運(yùn)行中，傳動(dòng)裝置很容易出現(xiàn)磨損問(wèn)題，使得車床零部件的要和能力下降，進(jìn)而影響數(shù)控車床的加工精度。

2.2 刀具參數(shù)因素? 為了在加工中獲得所需的尺寸與外形，車床需要利用車刀對(duì)零部件進(jìn)行削砍，這一過(guò)程也叫車削。而在進(jìn)行零部件加工時(shí)，削刀的各項(xiàng)參數(shù)都會(huì)對(duì)加工出的零部件產(chǎn)生影響。例如一些圓形部件的加工，如果削刀的出現(xiàn)一些偏差，那么所生產(chǎn)的零部件便很難滿足實(shí)際要求。不僅如此，車刀的傾斜角度對(duì)于零部件的生產(chǎn)也會(huì)產(chǎn)生很大的影響。數(shù)控機(jī)床對(duì)于精度要求極高，如果車刀的傾斜角度出現(xiàn)偏差，那么車床所生產(chǎn)出的零部件就失去了使用價(jià)值。所以在數(shù)控車床加工環(huán)節(jié)，一定要重視道具的各項(xiàng)參數(shù)，如果刀具的情傾斜角度出現(xiàn)偏差，那么要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，保障數(shù)控車床的加工精度。

2.3 逼近誤差因素? 計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)在數(shù)控車床領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。逼近誤差是指在產(chǎn)品規(guī)劃階段，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)零部件的尺寸創(chuàng)設(shè)一個(gè)數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)模型推導(dǎo)出零部件加工可能存在的誤差。對(duì)于一些不規(guī)則的零部件加工，一般需要采用線性切割的加工方法，對(duì)零部件進(jìn)行處理，而這種方法，非常容易產(chǎn)生刀具廓形與被加工零部件廓形難以重合的現(xiàn)象。這樣很容易降低車床的加工精度，提升零部件加工出現(xiàn)誤差的幾率。

2.4 圓整誤差因素? 圓整誤差因素也很容易使數(shù)控車床加工過(guò)程中出現(xiàn)誤差，在數(shù)控車床加工中，步進(jìn)電機(jī)的脈沖當(dāng)量對(duì)于數(shù)控機(jī)床的加工精度具有十分重要的影響。也特別是在生產(chǎn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，要格外重視脈沖的影響，嚴(yán)格控制脈沖數(shù)量，確保加工精度。

3? 優(yōu)化車床加工的集中方法

3.1 重視伺服系統(tǒng)? 車床的傳動(dòng)部分離不開(kāi)伺服系統(tǒng)的運(yùn)行，如果伺服系統(tǒng)的精度的出現(xiàn)誤差，那么便會(huì)影響到車床加工的精度。而為了保障伺服系統(tǒng)的精度，就必須重視伺服系統(tǒng)的性能，采用性能優(yōu)異、穩(wěn)定性較好的部件。另外還需要針對(duì)車床的傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，排查系統(tǒng)可能出現(xiàn)的問(wèn)題，避免因傳統(tǒng)系統(tǒng)的存在缺陷而給數(shù)控車床的精度帶來(lái)影響。

3.2 優(yōu)化數(shù)控車床的性能? 近年來(lái)科技行業(yè)快速發(fā)展，也提升了制造業(yè)對(duì)于精度的要求。數(shù)控車床技術(shù)不斷更新，所生產(chǎn)出的零部件的質(zhì)量也越來(lái)越好。但是數(shù)控車床的性能仍需優(yōu)化，還需進(jìn)一步的提升精度，以滿足下游企業(yè)的需求。當(dāng)前，全功能數(shù)控車床得到了廣泛的應(yīng)用，而這類數(shù)控車床的運(yùn)行非常穩(wěn)定，這類車床通過(guò)斜床切割方式，可以有效的降低切割誤差，提升車床的精度。不僅如此，這類車床對(duì)于提升加工的穩(wěn)定性也有很大幫助，因?yàn)槿δ軘?shù)控車床可以大幅降低車床的重量，并且對(duì)車刀等車床部件進(jìn)行了優(yōu)化。在提升了車床的加工精度的同時(shí)，還提升了設(shè)備的耐久度。

3.3 數(shù)控車床的誤差補(bǔ)充? 前文提到，數(shù)控車床在進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，會(huì)存在著一些無(wú)法避免的誤差。而這種誤差最為常見(jiàn)的便是逼近誤差與圓整誤差。這兩種誤差雖然無(wú)法完全消除，但是如果放任不管，那么便會(huì)給數(shù)控車床的生產(chǎn)帶來(lái)毀滅性的影響。為了盡可能的降低逼近誤差與圓整誤差對(duì)數(shù)控車床精度的影響，可以利用數(shù)控車床的控制系統(tǒng)，通過(guò)控制系統(tǒng)對(duì)數(shù)控車床進(jìn)行“監(jiān)視”，并針對(duì)監(jiān)測(cè)到的誤差進(jìn)行優(yōu)化，降低誤差對(duì)數(shù)控車床精度的影響。另外，數(shù)控車床的精度還會(huì)受到外界環(huán)境的影響，車床也對(duì)所處環(huán)境的精度以及濕度有著一定的要求。所以，為了盡可能的降低誤差，提升數(shù)控車床的精度，可以優(yōu)化數(shù)控車床的生產(chǎn)環(huán)境，避免因環(huán)境因素而影響到車床生產(chǎn)的精度。另外還需要重視對(duì)車床的養(yǎng)護(hù)，定期派遣專業(yè)人員對(duì)數(shù)控車床進(jìn)行檢修，并針對(duì)車床出現(xiàn)問(wèn)題的部件進(jìn)行維修或更換，確保車床能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

3.4 優(yōu)化車床的整體設(shè)計(jì)? 數(shù)控車床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件繁多，如果在車床設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)出現(xiàn)疏忽，那么很有可能影響到車床的精度，甚至還會(huì)給車床操作人員帶來(lái)安全隱患。針對(duì)這種情況，就要加強(qiáng)對(duì)車床設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的把控，并在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)明確車床的生產(chǎn)要求以及所處環(huán)境，結(jié)合實(shí)際開(kāi)展設(shè)計(jì)，有針對(duì)性的對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，盡可能降低車床的誤差，提升車床的穩(wěn)定性。在對(duì)車床進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須確保車床零部件的剛性，避免零部件出現(xiàn)形變而導(dǎo)致數(shù)控車床無(wú)法正常運(yùn)行。另外，優(yōu)化車床的整體設(shè)計(jì)還有利于降低機(jī)床的生產(chǎn)成本，有助于節(jié)省企業(yè)支出，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.5 選取合適的加工工藝? 在進(jìn)行加工工藝的選擇時(shí)，首先需要考慮的因素便是效率。高效的加工工藝可以有效的提升加工精度，進(jìn)而滿足生產(chǎn)的要求。例如在選取打孔方式時(shí)，這時(shí)便需要根據(jù)打孔的要求合理選用打孔工藝。如果需要打的孔較大，那么就需要采用打孔效率較高的撞孔工藝，這樣便會(huì)有效的提升降低加工誤差，進(jìn)而提升加工精度，提升車床的生產(chǎn)效率。另外，車床的加工工序?qū)τ谲嚧驳募庸ぞ纫灿兄艽蟮挠绊?，在進(jìn)行加工時(shí)需要結(jié)合不同加工材料，對(duì)加工工序進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化與調(diào)整。例如一些無(wú)法一次性加工完成的原料，那么在第二次加工時(shí)，就需要對(duì)車刀的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，嚴(yán)格把控細(xì)節(jié)，進(jìn)而提升加工的精度，提升車床生產(chǎn)的效率。另外，在當(dāng)前的車床加工生產(chǎn)中，還存在這刀具空程現(xiàn)象。而這一現(xiàn)象所產(chǎn)生的原因便是車床的設(shè)計(jì)不夠合理，導(dǎo)致刀具在加工中出現(xiàn)了很多無(wú)用加工工序。這種現(xiàn)象雖然可能不會(huì)對(duì)車床精度產(chǎn)生直接影響，但是會(huì)影響到刀具的使用壽命，使刀具出現(xiàn)形變問(wèn)題，從而對(duì)車床的生產(chǎn)精度產(chǎn)生影響，不僅如此，刀具的無(wú)用加工工序，還會(huì)給企業(yè)帶來(lái)資源上的浪費(fèi)進(jìn)而影響到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.6 重視人工智能技術(shù)的應(yīng)用? 近年來(lái)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)行業(yè)得到了快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展也推動(dòng)了人工智能技術(shù)的應(yīng)用。人工智能應(yīng)用在了很多領(lǐng)域，且都給所在領(lǐng)域帶來(lái)了幫助。所以數(shù)控車床生產(chǎn)也可以引入人工智能技術(shù)，通過(guò)人工智能技術(shù)，對(duì)于刀具的參數(shù)以及車床的加工工藝進(jìn)行整體把控，從而提升車床的加工精度。人工智能技術(shù)在車床的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)也可以發(fā)揮重要的作用，由于人工智能技術(shù)穩(wěn)定性強(qiáng)、計(jì)算量大，這樣便可以減少人力資源在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的投入，還能保證車床設(shè)計(jì)的科學(xué)性。而減少人力資源的投入，可以降低人力成本，進(jìn)而提升企業(yè)的效益。另外，人工智能技術(shù)可以對(duì)車床的生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的幫助下，可以對(duì)刀具參數(shù)進(jìn)行快速調(diào)整，節(jié)省加工工序;人工智能技術(shù)還可以發(fā)現(xiàn)數(shù)控車床在生產(chǎn)中的一些隱藏問(wèn)題，而這些隱藏問(wèn)題通常是操作工人無(wú)法觀察到的。針對(duì)觀測(cè)到的問(wèn)題，人工智能技術(shù)還可以快速的針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出解決辦法，保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

4? 結(jié)語(yǔ)

數(shù)控車床技術(shù)對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)發(fā)揮著極其重要的作用，而數(shù)控車床在生產(chǎn)中最重要的參數(shù)便是加工精度。為了提升數(shù)控車床的加工精度，降低加工誤差，就必須對(duì)車床加工的工序進(jìn)行優(yōu)化，并及時(shí)調(diào)整刀具的參數(shù)，針對(duì)實(shí)際情況，對(duì)加工工藝進(jìn)行科學(xué)的調(diào)整。另外還需要在車床加工中引入人工智能技術(shù)，通過(guò)人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)車床生產(chǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，降低車床生產(chǎn)的誤差，提升車床加工的精準(zhǔn)度。

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