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數（shù）控車床（chuáng）加工精度的影響因素及提高措施

2018-6-25 來源：德州科技職業學（xué）院作者：張（zhāng）淑梅

摘要：工業化改革，促使科學技術不斷提高，由此形成了（le）數控技術。機械製造業在發展過（guò）程中，由於獲得了數（shù）控（kòng）技術的支（zhī）持，並有效結合數控車床，讓生產效率（lǜ）獲得了極大的提高。伴隨數控技術的廣泛應用，使高端精密製造技術得以進步，基於（yú）確保生產加工零件質量的目的，深入了解數控車床加工精度的影（yǐng）響因素，並製定合（hé）理的改（gǎi）進對策顯得非常關鍵。本文通過介紹數控車床構成與（yǔ）原理機製，對數（shù）控車床加工精度（dù）的影（yǐng）響因素加以分析，並說（shuō）明了數控車床加工精度的提升對策。此研究（jiū）以探究數控車床加工精度影響因素及提高對（duì）策為目（mù）的（de），以便推動（dòng）我國製（zhì）造（zào）業的不斷發展。

關鍵詞：數控車床；加工精（jīng）度；影響因素

0 引言

機械製造行業的進步，讓數控技術獲得了更為廣泛的應用機會，利用數控車床可以提高零件加工精度，使其質量得（dé）到有（yǒu）效（xiào）的保（bǎo）障。

然而由於生產（chǎn）加工中（zhōng）存在（zài）各類不同因素的幹（gàn）擾與影響，再加上人們不斷（duàn）提升的針對（duì）零件（jiàn）加工精度的要求，讓（ràng）工廠數控車床的加工工作增（zēng）加了（le）很（hěn）大的難度，其中存在很多因素，影響到加工精度情況，比（bǐ）如：數控車床的幾何精度、刀具規格形狀以（yǐ）及人為操（cāo）控方法等等，都造成不同程度的影響。

深入（rù）探究數控車床加工精度影響因素及提高對策具有重要（yào）意義。

1 、數控（kòng）車床構（gòu）成與原理機製

作為機電一體化產品，數控車床融合了多種技術，包括機械製造及自動（dòng）化技（jì）術、計算機信息技術以及測定技術等，具備精度、效率高、柔性大以及智能自動化的設備特征

。數控車床的構成部分涵蓋有機械本體、電子管控單元、動力（lì）源、檢測傳感以及執行設備等部（bù）分。數控車床的運作原理相較於一（yī）般車（chē）床具有（yǒu）差異。

當一（yī）般車床進行零件加工處理的時候，通過工作人員操控，結合設計圖紙，對刀具和零件間（jiān）的運動線路加以頻繁（fán）改變，從而完（wán）成零件的刀切任務，滿足相應的加工標（biāo）準；當數控車床進行零件加工處理的時候，對所加工處理的零件的規（guī）格參數、被（bèi）加工序列以及車床（chuáng）的運動情況進行（háng）數控語言編製（zhì），從而形成既定的加工命令（lìng），隨後在 CNC 設備裏（lǐ）輸入，並通過 CNC 設備，完成加工命令的相關處理，對（duì）伺服係統（tǒng）實施指（zhǐ）令，從而（ér）達到對車床移動部件的驅動處理目的（de），實現零件自動化加工處理的效果。

2 、數控車床加工精度的影響（xiǎng）因素分析

數控車床運作（zuò）過程中（zhōng），其自身的機械化加工精度與伺服係統驅動精度均為重要的加工精度影響因素。

具體來說，導致數控車床的加工（gōng）精度受到影響的因素很多，其中包含了車床自身的幾（jǐ）何（hé）精度、伺服係統驅動的誤差、車刀參數的變動以及車床的熱變形誤差等幾（jǐ）個方麵。其中又以車刀參數變動（dòng）以及伺服係（xì）統驅動的誤差最為常見，現加以具體論述。

2.1 車刀參數變動影響

對（duì）於數控車床（chuáng）的整（zhěng）個加工流程而言，均基於編程控製之下完成車刀（dāo）對零（líng）件的切割處理，最終符合相關的零件形狀需要。

數控車床零件加工所使用的車刀擁有主偏角，刀（dāo）尖存在圓弧半徑，實（shí）施棒狀物體的加工處理的時候，相應的軸線尺寸易於產（chǎn）生誤差，並和刀（dāo）尖圓（yuán）弧半徑（jìng）呈現正比的關係，和主偏角呈現反比的關（guān）係，當主偏角變大的時（shí）候（hòu），其反（fǎn）而縮小（xiǎo）。

因此，數控車床實施編程處理的（de）時候，應結合（hé）零件的具體特征，充分考慮其軸向尺寸誤（wù）差因素，及（jí）時改變有關位移的長度。

當數（shù）控車（chē）床進行運作的過程中，一（yī）旦（dàn）車刀的主偏角、刀尖的圓弧半（bàn）徑和其零件中心（xīn）的高度產生偏差的時候，必然使零件的加工精度降低，所以全麵、細致編程處理十分必要

。

2.2 伺服係統驅動的影響

根據數控車床的運作機製不難（nán）獲知，零件的加工處理工作是通過伺服係統依靠對車床（chuáng）部件的驅動來實現的，具體（tǐ）來說，定位數控車床的時候主要（yào）依靠滾珠絲杠，而伺服電機驅動則負責有效控製滾珠絲杠，所以，運行過程中，當滾珠絲杠出現有關傳動的誤差的（de）時候（hòu），必然會讓定位精（jīng）度受到幹擾，降低精準性。

通常來說，數控車床對於伺服係統的控製會運用半閉環控製的方式完成，從而確保其正常發揮出相應的作用（yòng）。

當實施零件的加工處理的時候，伺（sì）服電機合（hé）理控製絲（sī）杠，使其實施逆向運行（háng），此時可能會產生空運轉的（de）情況，由此導（dǎo）致反向間隙的（de）誤（wù）差現象（xiàng）。

另外，受到外力的相應作用（yòng），數控車床的運動組織及傳動過程當中，易於發（fā）生彈（dàn）性形變的情況，零（líng）件加（jiā）工處理處和（hé）車床的其他位置產生受力差異性，最終耽（dān）誤了（le）加工進度，使（shǐ）得零件的加（jiā）工精度受影響（xiǎng）。

3 、數控車床加工精度的提升對（duì）策

3.1 科學運用誤差防止法

對於誤差防止法而言，可謂事前合理的預防（fáng）控製，經過對設計階段與製造過程（chéng）的有效把控，達到避免誤差源的目的（de）。

比如，相（xiàng）關（guān）工作人員可以采用提升車床係統剛度、創建標準、規範化的零（líng）件加工車間環境、增強車床零件（jiàn）裝配和加工（gōng）精度質（zhì）量（liàng）等（děng）方（fāng）式，達到確（què）保生產零件加工質量的效果。

作為對數（shù）控車床零件加工精度提升的常見方式，科學運用誤差法（fǎ），能夠起到事半功倍的作用。

不過，長期（qī）以來，工作人員在使（shǐ）用該誤差防止法的過（guò）程中發現其存在的一個缺陷：車床的造價和其性能（néng）呈現出正比的增長關係，由此（cǐ）導致經濟成本的上升。

除此之外，當工（gōng）作人員僅運用單一的誤差防止法以便達到提升車床零部件加工精度的目的的時候，如（rú）果其已經達到了相應的精度標準以（yǐ）後，繼續（xù）提升變得非常艱難。

3.2 增（zēng）強導軌的幾何精度

近些年（nián）來，數控技術得以提（tí）升，數控車（chē）床獲得了飛快的發展，在很多領域當中（zhōng）均發揮出重要的作用。

為了（le）適應時代的發展需要，快速切割速度與較高的（de）加工精度成為發展的必然要求。

但是，受到快速的切割速度的影響，可能導致振動情況的發生，由此對導軌提出了更高的幾何（hé）精度要（yào）求，高剛度與精度可靠性（xìng）顯得十分重要（yào）。

針對（duì）此問題，運（yùn）用鋼製滑動軌道的整體削割法能夠加以解決。

那麽具體而（ér）言：設計數（shù）控車（chē）床（chuáng）的過程中，應運用經（jīng）過淬硬處理以後的鋼製滑動導軌材料，並以螺釘固定的方式，使其處於削割處理後的平麵之上，以填充物將導軌和（hé）基座間的縫隙加以填滿，然後運用削割形式，最終得到標準的幾何精度。

3.3 確保誤差補償法的合理應用

數（shù）控（kòng）車床的運行需要依靠半閉環伺服係統的驅動，其中反向偏（piān）差的因素（sù）直接（jiē）影響到車床定位精度情況，造成所加工（gōng）的零件質量（liàng）不達標的現象，形成一定的不良誤差。

通過實施（shī）誤差補償法，可以彌補反向偏差造成的影響，使所加工處理的（de）零件誤（wù）差有效降低。

從目前的情況來看，國內的機械加工製造行業所采用的數控車（chē）床當中，針對其定位的精度高於 0.01mm，顯然此種車（chē）床通常是缺少補償作用（yòng）的，那麽運用編程法，能夠做到準確的定位，避免反向間（jiān）隙的影響。

應用編程法，能夠確保部分機械不改變，並且實現（xiàn）較（jiào）低（dī）速度的單向定位處理，完成針對數控車床插補處理的任務。

在車床其中的某一個軸受到指令控製，出現運動軌跡變化的時候，借（jiè）助數控車床當（dāng）中的數控設備，能夠以不定時的形式，將反向間隙數值（zhí）進行讀取，同（tóng）時實現坐標位移指令數據的改正，結合具體的需要，將車床予以精準定位，從而避免或降低零部（bù）件加工精度所受到的（de）反向偏差因素的（de）不良（liáng）影響。

4 、結論

從此次論（lùn）文的闡述與分析中可知（zhī），探究數控車床加工精度影響因素及提高對策非常重要，有利於提高數控車床零部件的加工精度，保證產（chǎn）品質量。

本文通過介紹數控車床構成與原理機製，對數（shù）控車床加工精度的（de）影響因素加以分（fèn）析，並說明了數（shù）控車床加工精度的（de）提升（shēng）對策：科學（xué）運用誤差防（fáng）止法、增強導（dǎo）軌的幾何精度

、確保（bǎo）誤差補償法的合理應（yīng）用。

望此次研（yán）究內容與結果，可以（yǐ）得到有（yǒu）關部門人員的關注，並從中得到相應的啟示，提升我國製造業的綜合（hé）管（guǎn）理水平。

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