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淺談影響數控（kòng）車床加工精（jīng）度（dù）的因素及應對（duì）措施

2020-4-24 來源：煙台船舶工業學校作者：王瑜

摘要：數控車床加工精度影響因素較多，本（běn）文結合實例對此進行了總結，並分享了實例中的處理方法，同時就日常數控車床加工操作，提出了一（yī）些操作技巧（qiǎo），僅供參考（kǎo）。

關鍵詞：數控車床加工精度因素

一、加工精度異常（cháng）實例分析

1.1 案例一

1. 現象。某采用 Frank 係統的（de）立式加工中心，在連杆模具加工過程中，垂線 Z 軸進給異常，出現 1mm 切削誤差，即 Z 方向過切。

2. 診斷與處（chù）理。在手動輸入數據（jù）方式下，各個軸運動正常，回參考（kǎo）點也正常，排除了電氣控製部分的硬件故障。隨後檢查故障發生時運行（háng）加工程序段，尤其是刀具補償，坐標係的校對和計算。在點動方（fāng）式下，診斷 Z 軸工況，發現 Z 軸（zhóu）向上的工況存在噪音（yīn），尤其是快速點動時，噪音非常明顯，據此可分析出可能存在機械方麵的問題。檢查 Z 軸（zhóu）精（jīng）度，使用手搖脈衝發生器移動（dòng） Z 軸，1*100 檔位，結合百分表檢查Z 軸工況。當 Z 軸保持正常運動狀態後（hòu），正向運動每一步的實際距離都為 0.1mm，說明定位精度良好。而在反向運動時，發現運動距離出現波動，表現出反向間隙，無（wú）論怎麽補償都存在波動，而且在補償中發現，間隙補償越大，在反向（xiàng）運動初期階段波動越大。分析判斷可能是（shì）電機存在異常（cháng），或是機（jī）械有故障，還可能是（shì）絲杠有間隙。於是分離電機和（hé）絲杠分開檢查，發現電機運動正常。而檢查機械部（bù）分時發現確實存在故障，拆開設備後發現軸承有磨損，且部分（fèn）滾珠脫落。更（gèng）換後恢複。

1.2 案例二

1. 現象。同樣是 Frank 係統的（de）加工中（zhōng）心，在 X 軸上精度（dù）異常。誤差範圍 0.008~1.2mm。

2. 診斷（duàn）與處理。經檢查工件坐標（biāo）係已經（jīng）按（àn）照（zhào）要求設置好。按照設置好的（de）坐標係運行程序，記錄運動後（hòu）的機械坐標值，然後轉為手動模式，輸入數據（jù）運行程序，待運動結束記錄坐標值，對比（bǐ）兩個坐標值發（fā）現存在 0.352mm 的距離誤差（chà）。反複進行比對試驗，發現每次運動後的坐標（biāo）值都（dōu）不（bú）一樣。比（bǐ）對百分表發現記錄的坐（zuò）標值與實際位（wèi）置誤（wù）差基本相（xiàng）同。認為可能是 X 軸（zhóu）重複定位存在較大誤差，進一步檢查 X 軸定位精度和反向間隙，並對於產生的誤差進行補償，發現不起作（zuò）用，進而認為可能是係統參數或光柵尺存（cún）在故障，但是係統未給（gěi）出報警信息，無法確（què）定（dìng）原因，因此，進一步（bù）檢查發現，

當 X 軸去除使（shǐ）能（néng）後，垂（chuí）直（zhí）方（fāng）向（xiàng）上的主軸箱下落（luò），產生了誤差。至（zhì）此（cǐ）基本可以確定為程序的控製邏輯有問題，導致加工精度異常。進過調整程（chéng）序，先加載使能，然後鬆 X 軸，使鬆開 X軸的控製正常，而在夾緊 X 軸時，先夾緊，然後去除使能。

經過調（diào）整控（kòng）製邏輯後，故障得以解決。

總結起來，主要（yào）有五個方（fāng）麵，包括（kuò）進給單位改動或變化即伺服進給係統有誤差；車刀幾何參（cān）數異常（cháng）；車床位（wèi）置誤差；刀（dāo）具磨損誤差（chà）；車床熱變形誤差等。其中很多因素（sù）可以通過對車床的正確操作來降低影響。

二、數控（kòng）車床加工操（cāo）作技巧

1、編程。1. 編程邏輯。先根據產品的精度要求，在編（biān）程時考慮先（xiān）粗車，後精車，這樣做（zuò）可以很（hěn）好的保證精度。同時先（xiān）鑽孔然後再端平，這（zhè）樣能夠（gòu）防止出現縮料。考慮到小公差（chà）工件表麵（miàn）容易被劃傷或是變形，考（kǎo）慮先（xiān）大公差後小公差。如此根據上述（shù）的工（gōng）件加工順序，確定編程（chéng）邏輯。2. 按材料確定轉速、進給與切深。如碳鋼材料，1Gr11 設定高轉速、高進（jìn）給與大切深，參（cān）數分（fèn）別為 S1600，F0.2，2mm；又如硬質合金，GH4033，參數設定為 S800,F0.08，0.5mm。再如鈦合金，Ti6，轉速（sù） S400，進給 F0.2，切深 0.3mm。

2、對刀。對刀（dāo）方法有兩種，機外對刀和機內對刀。機外對（duì）刀，可（kě）以利用刀具預調儀進行對刀，還可以試切法對刀。在具體的（de）對刀中如果沒（méi）有對刀儀，可以先確定零件斷麵中心點，以該點為對到點，設零點，機（jī）床回原點後，每一把要用到的刀具，都以（yǐ）該點為零點對刀。當刀具接觸零件端麵，輸入 Z0 測量，此時刀補值自（zì）動記錄下數值，Z 軸對（duì）刀完成。X軸對刀利用試切對刀，對工件進行微量切削，測（cè）量被（bèi）切削的（de）數值，比如（rú）切削 X 軸為 20mm，那麽（me）輸入 X20，刀補值記錄，完成對刀。這種方法需要操作人員（yuán）的經驗豐富。

3、調試（shì）。編程與對刀完成，在進入零件加工前（qián），應（yīng）當進行（háng）試切調（diào）試。檢查（chá）程序和對刀可能出現的錯（cuò）誤（wù）。可進行空行程模（mó）擬，方法是在坐標係中將刀具整體向右平移工件長度的 2~3 倍，開（kāi）始模擬，確定程序和對刀是否有誤。確（què）定無錯，再開（kāi）始工（gōng）件加工。完成首（shǒu）件後進行自檢，與專業檢測，確認合格後（hòu）調試完（wán）成，可進入（rù）生產。

4、加工。調（diào）試階段出來的首件合格零件，並不代表在（zài）批量生（shēng）產中都保證合格，因為加工材料時，必定會使刀具磨損（sǔn），隻是（shì）材料不同磨損（sǔn）程度不一而已。因此（cǐ）加工過程中需要隨時測量，隨時檢查，及時調整（zhěng）刀補值，確（què）保加（jiā）工工件合格。

結束語：數控車床加工（gōng）精度會受到多方麵因素影（yǐng）響。在（zài）實際的操（cāo）作中（zhōng）可能會（huì）由於控製程序、機（jī）械磨損等情況導致出現誤差，降低（dī）工件精度。因此在日常的車床（chuáng）操作當中需注意（yì）很多細節，掌握一些技巧，將產生（shēng）誤差因素的影響降到最低。

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