基於數控車床加工精度的影響因素（sù）分析及應對策略（luè）探究-數控機床市場網（wǎng）

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基於數控車床加工精度的影響因素（sù）分析及應對策略探（tàn）究

2019-4-28 來源：淮北工業與藝術學（xué）校作者：顧宏

摘要：隨著科學技術的不斷發展和創新，越來越多的先進技術和工藝應用到加工生產領域（yù），促使（shǐ）生產效率和生產質（zhì）量得到顯著提升。數控車床作為一種前沿的加工技術，具（jù）有較高的加工（gōng）水平和精度水平，對工（gōng）件質量和性能具有（yǒu）決定性的影響。數控車床可通過計算（suàn）機技術實現數字化（huà）控製，自動化水平較高，以其獨特的優勢被廣泛應用在機械（xiè）加工領域。但是，數控車床加工工藝繁瑣，很容易（yì）受到客觀因素影響，為機械加工埋（mái）下質（zhì）量隱患。本文就數控車床加工精度的影響因素進行深層次探究，從多種角度來（lái）提出（chū）有效對策，以求保證加工質量和精（jīng）準（zhǔn）度，以（yǐ）求推動機械加工領域的發展。

關鍵詞：數控（kòng）車床；加（jiā）工精度；影響因素；自動化控製

引言

數控車床作為一種先進（jìn）的加工設備，在實際應用中（zhōng）可以帶來巨大的經濟效益和社會（huì）效益。數控車床加工中，對於產品質量（liàng）的精度控製十分（fèn）關鍵，尤其（qí）是自動化技（jì）術的應用，較之傳統的加工技術而言優勢較為突出，對新時期的數控（kòng）車床加工精度提出了新（xīn）的要求。在數控車（chē）床加工中，編程精（jīng）度、伺服精度和插補精度（dù）直接關乎加工精準度。此外，數控（kòng）車床在生產加工（gōng）中，還會受到環境、製（zhì）造和材料等多種因素的影響，車床施工偏差如果不（bú）能（néng）得（dé）到有效的控（kòng）製，將直接影響到零件加工質量和精度，還有待進一步完善。

1、數控車床（chuáng）的工作原（yuán）理

數控車床作為一種機電一體（tǐ）化產品，在實際應用中集合了眾多的現代化技術（shù），有助於提升加工生產效率和精準度。普通車床在零件加工中，操作者需要結合施工圖紙來改變工（gōng）件運動（dòng）軌跡，新時期（qī）對工件的加工提出了更高的（de）要求。在數（shù）控車床（chuáng）加工零件中，需要充分把握（wò）工藝參數和加工流程，通過（guò）數控語言編製加（jiā）工流程，向伺服係統發布指令（lìng），實現零部件的自動化加工和（hé）製造（zào）。

2、數控車床加工（gōng）精（jīng）度的影響因素

數（shù）控車床加工過程中，影（yǐng）響因素較（jiào）為多樣，而伺服控製方法和精（jīng）度高低，將在很大程度上影響數控車（chē）床（chuáng）加工精度，為後續的零件加工埋下安全隱（yǐn）患。就數控車（chē）床加工精度（dù）來看，影響因素主要包括以下幾個方（fāng）麵（miàn）：①車床幾何誤差；②車刀幾何參數（shù）誤差；③車床熱變形誤差；④伺服進給係（xì）統（tǒng）誤差；⑤刀具（jù）磨損誤差。

就這些（xiē）車床加工精度影響因素來看（kàn），伺服進（jìn）給係統誤差和車刀幾何參數誤差是（shì）常見的因素，在一定程度上影響著部件的加工質量（liàng）。當前我國的數控車床加（jiā）工中，主要（yào）是通過伺服電機驅動滾珠絲杠來控製加工位置，而滾珠絲杠的傳動（dòng）誤差，則是影（yǐng）響數控車床定位精度的主要因素之一。縱（zòng）觀當前（qián）我國的數控車床現（xiàn）狀（zhuàng），主（zhǔ）要是以閉環控製係統為主。在實際作業中，如果（guǒ）伺服（fú）電機絲杠（gàng）反方向運動，不僅會影響到零件加工精度，還會由於空隙（xì）的出現導致數控車床空轉，而（ér）這種誤差很難避免[3]。受到外部作用力的影響，運（yùn）動部件可能出現彈性變形現象，加劇數控車床誤差（chà）問題的嚴重程度，無法有效控製數控車床加工精準度（dù）。

數控車床在零件加工中，車刀在預設的運動軌跡來切割零件。由於車刀的偏角和圓弧半徑，在加（jiā）工零（líng）件時會出現一定的尺寸偏差，而軸向尺寸變化量隨著圓弧半徑的增加而增加（jiā）。所以，在零件加工中，軸向位移長度的變（biàn）化取決於軸向尺寸的調（diào）整。在數（shù）控車床的（de）零（líng）件加工中，需（xū）要綜合分析軸向尺寸和位移長度，優化編製加工流（liú）程。需要注意的是，刀尖距、圓弧半徑和零件中心高等參數，將直接影響到零件加工精（jīng）準度，而數控車床的使用（yòng）壽命同樣取（qǔ）決於對（duì）這些參數的把握，其重要性不言而喻。

3、提升數控車床加工精度的有效措（cuò）施

（1）優化數控車床（chuáng）的總（zǒng）體（tǐ）設（shè）計

在數控車床總體設計中，應該根據實際情況選擇合理的生產策略，提升數控車床製造效率和精準度。從當前我國數控車床製造企業發展現狀來看，主要是通過自行設計主機結構，外購關鍵的功（gōng）能部件，這樣不僅可以提升加工質量，還可以有效減少（shǎo）加工成本。與此同時，數控車床總體設計中需要保證變形應力均勻分配（pèi）到每個部件上，這樣可以（yǐ）避免（miǎn）出現剛度薄弱部件，改（gǎi）善車床變形問題.。

對於（yú）數控車床結構重心的調整，可（kě）以根據實際要求適當的降低重（chóng）心高度，在不影響到（dào）數控車床製（zhì）造質量（liàng）的同（tóng）時，還可以增（zēng）加擺動模態頻率（lǜ）。在保證結構剛度基礎上，盡可能減小結構材（cái）料用量，有效控（kòng）製機床重心。為了可以有效提升數控車床加工精度（dù），通過對主軸係統熱態特性優化設計（jì），有助於改善傳統工藝中（zhōng）的缺（quē）陷和不足，提升主軸係統（tǒng）設計合理性（xìng），盡可能改善主軸漂移現象，將誤差控製在合（hé）理範（fàn）圍（wéi）內。

（2）提升車床（chuáng）導軌幾何精度

數控機床在製造中，應該對床身（shēn）導軌幾何（hé）精度進一步優化，明確高精度發展目標，優化車床身底座和導軌結構設計。對（duì）於（yú）全功能數控車（chē）床，可以選（xuǎn）擇斜床身形（xíng）式進行設計，通過封閉式筒形（xíng）結構，這樣可以減輕自重，優（yōu）化製造工藝。通（tōng）過（guò）筒形結構，促使數控機床在切削負荷下，提升床身抗彎強度（dù）和剛度，獲得可觀的幾何精準度。通常情況下，需要綜合考慮移動速度，盡可（kě）能選擇負載（zǎi）能力較（jiào）強的導軌，優化數控車床加工（gōng）工藝。此外，在高負荷切削條件下，提升數控車床精度（dù），可（kě）以根據實際情況來選擇鑲鋼滑動導軌副結（jié）構。將（jiāng）注塑材料用螺栓安裝在鋼導軌上（shàng），有（yǒu）助於改（gǎi）善鋼導軌和底座導軌的間隙，優化工藝中的缺陷和不足，提升導軌加（jiā）工精度，為後續加工質量提（tí）供（gòng）堅實保障。

（3）誤差補償法誤差補償法

作為一種有效的係統補償手段，可以將數控車床零件加工誤差控製在合理範圍內（nèi），通過誤差補償來提升加工精度。通（tōng）過現代化技術，在降低（dī）數控車床加工偏差的同時，還可以獲（huò）得高質量和高精度（dù）的零件。采用半閉環伺服係統數控車床，受到反向偏（piān）差（chà）影響，車床重複定位精度誤差難以得到有效（xiào）控製，影（yǐng）響到加工零件（jiàn）的精度和質量。基於此（cǐ），通（tōng）過誤差補償法，可以將零件加工誤（wù）差控製在合理範圍內，實現對零件加工誤差的有效補償。就當前（qián）數控車床定位誤（wù）差來（lái）看（kàn），大多數保持在0.02 mm左（zuǒ）右，不具備補償功能，借助對應硬件和軟件，實現工具的準確定位，盡可（kě）能消除其中存在的間隙。

在不影響數控車床低速單向定位（wèi）的同時，有效對數控車床插補加工。而（ér）在這個過程中，對於反向問題，可（kě）以在確定間隙值的基礎上插補處理，以此來滿足零件加工需要。對於其他（tā）的數控（kòng）車（chē）床，可以通過（guò）內置（zhì）多個地址，用（yòng）於數據的存儲，實現軸反向間隙（xì）存儲和補（bǔ）償。改變車床軸運動方向，可以獲取反（fǎn）向間隙值，有（yǒu）效補償（cháng）坐（zuò）標位移，將偏差控製（zhì）在合理範圍內，提升（shēng）工件加工（gōng）精度，為（wéi）後（hòu）續（xù）的加工活動打下堅（jiān）實（shí）基礎。

（4）誤差防止法

誤差防止法是一種有效的預防方法，並（bìng）非是對（duì）誤差的治理，而是通過預防來避免誤差的（de）出現，或是將其控製在合（hé）理範圍內。通過對（duì）機床的優（yōu）化設計，綜合分析可能出現的誤差問題，盡可能將誤差控製在合理範圍內。諸如，根據加工需要來（lái）提升車床零部（bù）件的加工精度（dù），對現有車床（chuáng）結構進一步優化，為後續的零（líng）件加工精度和剛度提供支持。此外，還可以對加（jiā）工（gōng）環境有效控（kòng）製，優化加工工藝。但是需要注意的是，誤差防止（zhǐ）法同樣存在一定的缺陷和不足（zú），過分的提升數控車床精度，不僅（jǐn）會影響到產品質量，還會增加加工成本，不利於（yú）企業的長遠生存和發展。

4、結論

綜上所述，數控車床在生產加工中，還會受到環境、製造和材料（liào）等多種因素影響，如果未（wèi）能有效控製（zhì）車床（chuáng）施工偏差，將（jiāng）影響（xiǎng）零件加工質量。因此，需要選擇合理範圍，對現有工藝進一步（bù）優化，改善其中存在的缺陷和不足，提升數控車床加工精度。

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