數控車床加工精度影響因素分析
2019-5-20 來源：丹東市技師學院 作者：解川一（yī）霖
摘要：隨著數控車床製作工藝和技（jì）術的不斷提高，其在機械製造業中得到了廣泛的應用，由於（yú）數控車床的精度控製直接影響著加工（gōng）機械產品的精度，因此引起（qǐ）了（le）業界和學術界的重視和關注。本文以數控車床加工精度影響（xiǎng）因（yīn）素為研究課題（tí），首先介紹了數控車床的工作原理和及其工作特點（diǎn），然後詳細分析了數控（kòng）車床（chuáng）加（jiā）工（gōng）精度的影響（xiǎng）因素，並提出了提高數（shù）控車床加工精（jīng）度的方（fāng）法和（hé）措施。
關鍵詞：數控車床；加工精（jīng）度；影（yǐng）響因素；方法
1、數控車（chē）床工作原理及其工作特點
1.1 數（shù）控車床的工（gōng）作原理
數控（kòng）車床是一種高（gāo）精度、高柔性和（hé）高效率的自動化機床，其組成部分主要包括（kuò）動力源、電子控製單（dān）元、機械本體、伺服係統和傳感器（qì）等。其配備動力刀塔或者多（duō）刀位刀塔，加工的複雜（zá）工件包括直線圓柱（zhù）、斜線圓柱以及各（gè）種螺紋、槽、蝸杆（gǎn）。其工（gōng）作原理有別於（yú）普通車床，通過對零件圖紙進行加工程序的編製，然後將編程（chéng）係統輸入CNC裝置，然（rán）後CNC裝置經過大量的數據運算（suàn）和處理，把命令（lìng）直接傳輸給（gěi）伺服係（xì）統即執行機器，執行機（jī）器根（gēn）據指令要求驅（qū）動機械本體各部件加工出零件圖紙（zhǐ）要求的零（líng）件（jiàn）成品。
1.2 數控車床工作特點
數控車床相（xiàng）比（bǐ）傳統車床，有（yǒu）著以下幾個方麵的優越性能，第一，配備的動力刀塔或者多刀位刀塔能夠實現複（fù）雜工件的加工製造；第二，高自動化，能夠同時完成不同（tóng）零件的加工製造，提高生產效率；第三，高精度，工作穩定性高；第四，高精密（mì）性，對於（yú）工作人員的專業素養要求較高。
2、數控車床加工精度影響因素分析
車床的加工精度一般受材料、安裝、檢測、環境以及製造工藝等諸多方麵的影（yǐng）響，就其加工精度（dù）而言，一般由車的精度、編程精度、伺服精度和插補（bǔ）精度組（zǔ）成。在數控車床加工精度影響因素中，較為常（cháng）見的是伺服係（xì）統驅動誤差、車刀參數變化（huà）等方麵（miàn）影響數控車床加工精度，當然從數控車床（chuáng）加工精度的四個組成部分（fèn）分析，每個組成（chéng）部分出（chū）現問題都會對數控車床的加（jiā）工精度造成影響，如車床本身幾何誤差、車床輔助性能下降等也（yě）是數（shù）控車床加工精度失控的（de）主要原因之（zhī）一。下麵就兩種常見的影響因素進行詳細的分析：
2.1 車刀參（cān）數變化因素
數（shù）控車床的加工過程主（zhǔ）要是在編程控製（zhì）車刀對零件進行（háng）切削達到設計圖紙標準完成的，在對棒料類進（jìn）行車削加工時，由於其軸線尺寸以及車削加工的（de）車刀本身存在主（zhǔ）偏角和刀尖圓（yuán）弧半徑會存在一定的偏差，並且這個偏差與刀尖圓弧半徑成正比，與主（zhǔ）偏角成反比，所以在（zài）類似材料進行車床加工（gōng）時，要根據加工器件的（de）特點以及計算出來的準確誤（wù）差數據進行程（chéng）序編製，修正因為車刀刀尖圓弧半徑（jìng）、主偏角、刀尖與零件中心高度偏差造成數據車床加工精度出現的誤差。
2.2 伺服係統驅動因素
伺（sì）服係統驅動因（yīn）素造成數控車床（chuáng）加工精度出現問（wèn）題，其具體過程包括數控車（chē）床的定位是有滾珠絲杠完成的，伺服係統（tǒng）是車床加工的驅動（dòng）中心（xīn），滾珠絲杠通（tōng）過伺服係（xì）統的（de）控製（zhì）完成指定位置的移動，而在這個移（yí）動過程中，會出現空運轉現象導致（zhì）的反向間（jiān）隙（xì）誤差，同時，數控車床在外力作用下完（wán）成傳動（dòng）狀態會出現彈性變形，由於（yú）機床各部位受力不均衡導致彈性間隙（xì）進而引起（qǐ）加工控製精度的變化。
3、提高數（shù）控車床加（jiā）工精度的方法
3.1 誤差防止法
誤差防止法主要是通過優化機床的構造，提前消除影響數控車床加（jiā）工精度的因素，避（bì）免誤差的出現。這種事先預防的方法能夠很好地解（jiě）決可能存在誤差源（yuán）的影響（xiǎng）因素，但是誤差防止法的應用需要（yào）結合數控機床（chuáng）改造成本以及數控（kòng）機床係統和部（bù）件升級換（huàn）代等方麵的實際狀況（kuàng），避免因為對機床構造（zào）的優化加大企業的投（tóu）入成本和改造不（bú）當造成的數控車床（chuáng）報（bào）廢和難以升級換代的事情發生。
3.2 誤差補償法
誤差補償法主要通過數控係統的自我補償功能，對車（chē）床坐標軸存（cún）在的誤差源進（jìn）行（háng）補償，這種方（fāng）法既能（néng）夠通過硬件來實現，也可以通過軟件來（lái）完成。如針對半閉環私服係統（tǒng）數控車床上的車刀變化因素引起的誤差，對反向偏差進行補償（cháng），通過編程的方法，或者（zhě）通（tōng）過相應的軟（ruǎn）件，實現對工件和刀具的定位，減少加工零件（jiàn）的精度誤差。
3.3 做好數控車床的整體設計
在我國數控車床製造企業中，大多采用主（zhǔ）機結構進行自行（háng）設計，重要功能部件外購（gòu），這樣能夠（gòu）有效地降低車床的製造成本。因此在數（shù）控車床的整體設計中，一定要遵（zūn）循等剛度的設計原則，避免因為剛度（dù）不均衡導致的車床局（jú）部結構變形（xíng）過大的事故發（fā）生；另外，數控車床主軸係統的熱態性能的設計中，由（yóu）於車床（chuáng）熱誤差在製造完（wán）成後很難進（jìn）行改進，因此需要在設（shè）計階段給予充分的重（chóng）視，在主軸係統的設計中結合好“熱對稱”理論，講最容（róng）易出現誤差源（yuán）的（de）零件放置在熱對稱麵上，消除因為箱體發熱造成的零點（diǎn）漂（piāo）移現象。
4、結語（yǔ）
數控車床作為一項集現代機械製造技術、自動控製技術、檢測技術、計算機信（xìn）息技（jì）術於一體（tǐ）的機電一體化設備。其能夠加工（gōng）各種複雜工件（jiàn），推動了複雜器件批量化生產的發展步伐，既提高了製造企業的生產效率，同時也為（wéi）企業到（dào）來了巨大的經濟效益。隨著生產過程自動化的飛速發展，提高了（le）數控車床的工作效率，相應的也對（duì）加工（gōng）精（jīng）度也提出了新的要求（qiú），因此，確保每個組成部（bù）分的精度控製，熟練掌（zhǎng）握數控（kòng）車床的操作技巧（qiǎo），才能夠保（bǎo）障機械器件的性能，為社會生產出性能優越的（de）生產產品和生活產品。
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