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淺談影響數控車床加工（gōng）精度的因素及應對措施

2020-4-24 來源：煙台船舶工業學校作者：王瑜

摘（zhāi）要 ：數控（kòng）車床加工精度影響因素較多，本文結合實例對此進（jìn）行了總結，並（bìng）分享了實例中（zhōng）的處理方法，同時就（jiù）日常數控車床加工操作，提出了一些操作（zuò）技巧，僅供參考（kǎo）。

關鍵詞：數控車床加工精度因（yīn）素

一、加工精度異常實（shí）例分析

1.1 案例一

1. 現（xiàn）象。某采用 Frank 係統的立式加工中心，在連杆模具加工（gōng）過程中，垂線 Z 軸進給異常，出現 1mm 切削誤（wù）差，即 Z 方向過切。

2. 診斷（duàn）與處（chù）理。在手動輸入數據方式下，各個（gè）軸運動正（zhèng）常，回參考點也正常，排除了電氣控製部分的（de）硬件故障。隨後檢查故障發生時運行（háng）加工（gōng）程序（xù）段，尤其是刀具補（bǔ）償，坐（zuò）標係的（de）校對和計算。在點動方（fāng）式下，診斷 Z 軸工況，發現 Z 軸向上的工況存在噪音，尤（yóu）其（qí）是（shì）快速點動時，噪音非（fēi）常明顯，據此可分（fèn）析出可能存在機械方麵的問題。檢查 Z 軸精度，使用手搖脈衝發生器移動 Z 軸，1*100 檔位，結合百分表檢查Z 軸（zhóu）工況。當 Z 軸保（bǎo）持（chí）正常運動狀態後，正向運動每一步的實際距離都為 0.1mm，說明定位精度（dù）良好。而在反向運動時，發現運動距（jù）離出現波動，表現出反向間隙，無論怎（zěn）麽補（bǔ）償都存在波動，而且在補償中發現（xiàn），間隙補償越大，在反向（xiàng）運動初期階段波動（dòng）越大。分析判斷可能是電（diàn）機存在異常，或是機械有故障，還可能是（shì）絲杠有（yǒu）間隙。於是分（fèn）離電機（jī）和絲杠分開檢查，發現電機運動正常。而檢查機（jī）械部分時發現確實存在故障（zhàng），拆開（kāi）設備後發現軸承有（yǒu）磨（mó）損，且部分滾珠脫落。更換後恢複。

1.2 案例二

1. 現象。同樣是 Frank 係統的加工中心，在 X 軸（zhóu）上精度異常。誤差範圍 0.008~1.2mm。

2. 診斷與處理。經檢查工件（jiàn）坐標係（xì）已經按照要求設置好。按照設置好的坐標係（xì）運行程序，記錄運動後的機械坐（zuò）標值，然後轉為手動模式，輸入數據運行程序，待運動結束記錄（lù）坐標值，對比兩個（gè）坐標值發現存在 0.352mm 的距離誤差。反複進行比對試（shì）驗，發現每（měi）次（cì）運動（dòng）後的坐標值都不一樣。比對百（bǎi）分表發現記錄的（de）坐（zuò）標值與實際（jì）位置誤（wù）差基本相同。認為可能是 X 軸重複定位存在較大誤差，進（jìn）一步檢查 X 軸（zhóu）定位精度和反向間隙，並對於產生的誤差進行補償，發現不起作用，進而認為（wéi）可能是係統參數或光柵（shān）尺存（cún）在故障，但是係統未給出報警信息，無法確定原因，因（yīn）此，進一步檢查發現，

當 X 軸去除使能（néng）後，垂直方向上的主軸箱下落，產生了誤差。至此基本可以確定為程序的控製（zhì）邏（luó）輯有問題，導致加工（gōng）精（jīng）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（zhóu）時，先夾緊，然後去（qù）除使能。

經過（guò）調整控製（zhì）邏輯後，故障得以解（jiě）決。

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

二、數控車床加工操作技（jì）巧

1、編程。1. 編程邏輯。先根據產品的精度要求，在編程（chéng）時考慮（lǜ）先粗車，後精車，這樣做可以很好的（de）保（bǎo）證精度。同時先鑽孔然後（hòu）再端平，這樣能夠防止出現縮料。考慮到小公差（chà）工件表麵容易被劃（huá）傷或是變形，考慮先大公差後小公（gōng）差。如此根據（jù）上述的工（gōng）件加工順序，確定編程邏輯。2. 按材料確定轉速、進給與切深。如碳鋼材（cái）料，1Gr11 設定高轉速、高進給與大切深（shēn），參（cān）數分別（bié）為 S1600，F0.2，2mm；又如硬質（zhì）合金，GH4033，參（cān）數設（shè）定為 S800,F0.08，0.5mm。再如鈦合金，Ti6，轉速 S400，進給 F0.2，切深（shēn） 0.3mm。

2、對刀。對刀方法有兩種，機外對刀（dāo）和機內對刀（dāo）。機外對刀，可以利用刀具預（yù）調儀進行對刀，還可（kě）以試切法對刀。在具體的對刀中如果沒有對刀儀，可以先確定零件斷麵中心（xīn）點，以該點為對到（dào）點，設零點，機床回原點後，每一把要用到的刀具，都以該點為零（líng）點對刀。當刀具接觸零件端（duān）麵，輸入 Z0 測量，此時刀補值自動記錄下數值，Z 軸對刀完成。X軸對刀利用試切對刀，對工件進行微量切削，測量被（bèi）切削的數值，比如切（qiē）削 X 軸為 20mm，那麽輸入 X20，刀補值記錄，完成對刀。這種方法需要操作人員的經（jīng）驗豐（fēng）富。

3、調試。編程（chéng）與對刀完成，在（zài）進入零件加工前，應當（dāng）進行試（shì）切調試。檢查程序和對刀可（kě）能出現的錯誤。可進（jìn）行空行程模擬（nǐ），方（fāng）法（fǎ）是（shì）在坐標係中將刀（dāo）具整體（tǐ）向右（yòu）平移工件（jiàn）長（zhǎng）度的 2~3 倍，開始模擬，確定程序和對刀是否有誤。確（què）定無錯，再開始工件（jiàn）加（jiā）工。完成首件後進行自檢，與專業檢測，確認合格後調試完成，可進入生產。

4、加工。調（diào）試階（jiē）段出來的（de）首件合格零件，並不代表（biǎo）在（zài）批量生產中都保證合格，因為加工材料時，必定會使刀具磨損，隻（zhī）是材料不同磨損程度（dù）不一而已。因（yīn）此加工過程中需要隨時測量，隨時檢查，及時調整（zhěng）刀（dāo）補值，確保加工工件合格。

結束語（yǔ）：數控（kòng）車床加工精度會（huì）受到多方（fāng）麵因素影響。在實際的操作中可（kě）能會（huì）由（yóu）於控製程序、機械磨損等情（qíng）況導（dǎo）致出現誤差（chà），降（jiàng）低（dī）工件精度。因此在日常的車床操作當中需注意很多細節，掌握一些技巧，將產生誤差（chà）因素的影響降到最低。

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