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淺談數控車床技術加（jiā）工精度工藝優化

2021-10-14 來源：廣東鬆山職業（yè）技（jì）術學院作者：陳瑞（ruì）華

摘要：目前，數控車床技術加工是製造業生產加工的最優選擇（zé），它可以有效保證企業的經濟效益，提升產品生產的效率和合格率。但是數控車床加工環節複雜（zá），受影響的因素較多，在實際加工中很容易產生誤差，產品的加工精度不易控製，從（cóng）而影響產品生產的效率和合格（gé）率，最終影響企業的經濟收（shōu）益。基於此，該文對數控車床技術、影響數控車床加工精度要素、優化數控車床加工精度的方法進行了探討，旨在提升數控車床技術加工精度工藝，為製造業的發展添磚加瓦。

關鍵詞：數控車床技術加工精度工藝優化思考

製造業的重（chóng）點在於“製”和（hé）“造（zào）”，而數控技術的發（fā）展（zhǎn）成熟就意味著製造業（yè）的發展壯大，目前，衡量國家製造業（yè）水平發展的一個重要指標就是數控技術的升級使用以及數控設備的（de）生產製造。因此，數控車床技（jì）術加工（gōng）精度工藝提升對製造業（yè）發展至關重要。

1 、數控車床的綜合論（lùn）述

1.1 數控車床的定義

數控車床是電子（zǐ）設備和車床的集合（hé）體，數控指通過（guò）對計算（suàn）機（jī）等電子（zǐ）設備輸（shū）入數字等指令從而（ér）對車（chē）床設（shè）備進行控（kòng）製。數控車（chē）床是目前我國製造（zào）業應用最廣泛的加（jiā）工器械，約占我（wǒ）國機床總數的1/4，並且（qiě）占比呈現逐年上升的趨勢。數控機床泛指（zhǐ）一切金屬切削設備，車床則是進行金屬（shǔ）切削加工過（guò）程的設備，可以（yǐ）看出，數控車床是數控機床的基礎類型，是數（shù）控機床中不可分割的（de）一環，它（tā）的重要性一直受到世（shì）界範圍內的關注。在實際施工環境中，車床（chuáng）被廣泛應用於精確體積不大的零件的精確加工，例如軸承零部件、鑽孔、盤、套（tào）等具有回轉表麵的零件。

1.2 數（shù）控車床的加工（gōng）原理

車床是金屬（shǔ）進行加工的機（jī）床，數（shù）控車床（chuáng）引入了信息化的操作方式，在數（shù）控裝置內部有可（kě）輸入和處理指令的電子計算機設備，計算機對操作者輸（shū）入的數字、字符編程進行識（shí）別處理，識別後計算機根據操作人下達（dá）的（de）指令通過伺服係統、可（kě）編程序控製（zhì）器給機床主要軸承運作部分指令進行運作，機床主體則在反饋裝置的（de）幫助下，依據之前的指令，對需要加工的（de）零件選擇對應的加工動作進行操作，負責切割的機械需要足（zú）夠智能，可以自動控製工件的（de）加工進（jìn）給速度、運動軌跡、前設計要求，實現（xiàn）對工件的數字加工。在數控車床加工零件的過程中，確認加工（gōng）工藝（yì）的具體步驟和加工程序的編製，是決定零件（jiàn）加工質量最重要的一（yī）環。

1.3 數控車床技術在製造業中的意義

數控技術的發展是一（yī）個國（guó）家製造業發展水平的重要衡量標（biāo）準之一，它可以保證流水化作業，提升零件精度，有效節約製造成本，在我國製造行業被普遍運用（yòng）。而隨著我國數控技術的不斷發（fā）展，數（shù）控車床的應用越來越廣泛（fàn），日常到一顆螺母，精（jīng）細到精密儀器的製造，數控車床技術已經成為我國現代製造行業不可分割的一部分，並且發展前景十（shí）分廣闊。數控車床技術的發展將對我（wǒ）國居民生產生活帶來更多便利（lì），因此，市場對車床數控技（jì）術精度的要求（qiú）也在不斷升高，如何有效保證機（jī）械製造水平，保證車床技術加工工藝的精度，是當前製造業普遍在意的問題，研究車床技術加工精度工藝（yì）優化具有重（chóng）大的現實意義。

2 、影響數控車床加工精（jīng）度的重要因素

2.1 數控車床加工常見的精（jīng）度欠缺（quē）現象

數（shù）控車床，分為兩個（gè）部分：一是數控係統，二是（shì）車床係統，因此，車（chē）床數控係統的精度可以分成數控係統的（de）控製精度和（hé）車床自身的（de）機械精（jīng）度。數控（kòng）車床係（xì）統是當前機械加工企業重要的生產（chǎn）工具，因此，數（shù）控車床的精度（dù）直接影響（xiǎng）到企業產品的質量，質（zhì）量是企業立足之本，如果企業數控車床（chuáng）係統加工精度不夠，會直接影（yǐng）響企業的經（jīng）濟效益和社會聲譽（yù），所以，企業在實際施工中，一定秉持對加工精度高標準高要求的工作原則，全麵分析影響車床加工精（jīng）度（dù）的影響要素，保（bǎo）證車床的加工精（jīng）度，要對數控車床係統的機械精度、零件的材料、伺服係統的誤差及抑製、機床夾具的製造等多要素進行考察，分析精度不達標的原因，采取一係列切實可行有效的（de）措施降低加工誤差，保證數控車床的加工精（jīng）度，精進加工車床的製作工藝（yì），保證企業的產（chǎn）能和生產質量，完成企業經濟效益和社會效益的（de）統（tǒng）一。

2.2 伺服係統（tǒng）誤差

伺服係統（tǒng）是數控車床實際操作中常見的重要係統，它是數控車床不可分割的一部分，其對數控車床的重要性不言而喻，因此，操作人員在實（shí）際操作中一定保證伺服係統的順利運行。伺服係統的運行原理是驅動（dòng）機（jī）床的部件將其轉變為零件，在（zài）這樣的條件下對產品進（jìn）行加工操作。而在伺服（fú）係統運行中，電機驅動絲杠是其順利運行最為重要的一環（huán），可以說，絲杠的傳動精度直接決定伺服係統的控製精確程度。而在實際加工過程（chéng）中，伺（sì）服（fú）係統在數控車床加工中一般以閉（bì）環的形式存（cún）在，閉環伺服係統與絲杠間的工作原理是，操作人員輸（shū）入數字指令，伺服係統將指令傳遞給絲杠，絲杠對指令（lìng）進行反向運轉，在絲杠反向運轉的過程中，絲杠由於機械的特性，會出（chū）現短暫（zàn）的（de）空（kōng）轉現象，如果不（bú）能合（hé）理把（bǎ）控（kòng），就會出（chū）現反向（xiàng）的間隙誤差，進而影（yǐng）響數控車床（chuáng）的加工精（jīng）度。

3 、數控（kòng）車床加工精度的工藝優化措施

3.1 挑選符合加工需求的（de）刀具材料和刀具角度

切削用具（jù）的選擇是影響數控（kòng）車床加工精度的重（chóng）要因（yīn）素，切削產（chǎn）品的刀具材料剛（gāng）度不夠，或者刀具的角度不符合加工需求，都會直接而影響加工精（jīng）度。在實際加工中，數控車床往往需要配備一整套的標準係列的刀具，刀具的種類繁多，不同刀具針對加工需求不同，且不同刀具的加工性能（néng）各不相同，刀具挑選（xuǎn）重點在兩個（gè）方麵：一是刀（dāo）具的材料，二是刀具的角度。道具的材料需要（yào）根據加（jiā）工需求選擇，例如螺旋車刀的材質一般是高速鋼，因為高速鋼的材料韌性和（hé）強（qiáng）度更好（hǎo），而加工過程沒有劇烈震動（dòng）和強悍衝擊（jī）力時（shí），但是（shì）需要快速切割，這時耐熱性、耐磨性和硬度較高的硬質（zhì）合金就是合適的選擇。車床的（de）組裝人員在（zài）對車床配（pèi）備的車刀進行挑選時，一定（dìng）要遵循實用性的原則，選擇適合的材料，同時要熟知需要加工的產（chǎn）品（pǐn），根據零件的加工需（xū）求選擇（zé）幾何角度適（shì）合的車刀。

3.2 選（xuǎn）擇適合加工工件的夾裝方（fāng）式

在實際（jì）工作（zuò）中，數控車床在使用時，夾裝方式是相同的（de），無論是夾裝工件還（hái）是普通的（de）工件，都不是（shì）采用固定的單一的夾裝方式，組合夾裝方法（fǎ）是數控車床加工工件夾裝的常見方式。這種工（gōng）件夾裝的原理是結（jié）合各種夾裝方式，科學決定定位基準，有效防（fáng）止工件的夾（jiá）裝失誤、重複（fù）夾裝等。此外，在數控車床安（ān）裝夾裝組件時，一定要根據需要加工零件的要求合理選擇夾裝組合方式，提升工（gōng）件的夾裝效率和夾（jiá）裝效果，保證加工（gōng）零件的質量和速度，有效提升數控車床的（de）加（jiā）工精度，提升零件的品質，保證（zhèng）企業經濟效益，推動數（shù）控製造行（háng）業的發展。

3.3 選擇符合加工需求的削切用量和削切液

數控車床是負責產品切削過程的器械，因此，對產品（pǐn）切削（xuē）過程的控製會直接影響數控車床的精度（dù），產品切削（xuē）過程中，背吃刀量、切割刀切削（xuē）速度、進（jìn）給距離等（děng）都是切削用量的不可忽視的一（yī）環（huán）。所（suǒ）以，為了有效提升數控車床的（de）加工精度，應該靈活，根據加工零件的特點選擇對應的加工方式。舉個例子，如果粗加工的車床，那麽重點就（jiù）是零（líng）件的加工效率（lǜ），可以選擇背吃（chī）刀量、主軸切削速度和進給速度相對較大的，這樣可以有效（xiào）提升（shēng）加工速度，保（bǎo）證零（líng）件的原始雛形，方便後續精加（jiā）工。與粗加工相對應（yīng）的精加工時（shí），準確度和精度就更為重要，這時（shí）背吃刀量的選擇需要結合加工零件（jiàn）的特點和（hé）預留精車（chē）餘量安排，刀削速度優先（xiān）選（xuǎn）擇較高的，減少加（jiā）工（gōng）誤差。值得一提的是，切削過程是刀具與（yǔ）金屬（shǔ）胚打磨加工（gōng）的過程，在這個過程中，車床會釋放（fàng）出大量的摩擦熱量，刀具（jù）和工件的接（jiē）觸處由於高（gāo）強度的摩擦和高溫往往會發生變形，不利於加工精度（dù）的提升，因此，數控車床在加（jiā）工中需要采取有效方式降低加工環境的溫度並（bìng）減少（shǎo）摩擦，可以使用具有良好清洗作用和降溫效果（guǒ）的乳化（huà）液，保證（zhèng）刀具不變形。數控車床的切削用量和（hé）切削液的（de）使（shǐ）用時數控車床精度提升重要的一環（huán），操作人員在施工中（zhōng），需要注意挑選（xuǎn），選擇（zé）最適合的方式加工，保證加（jiā）工速度、精度和（hé）質量。

3.4 采用誤差防止法

誤差防止法是（shì）數控車床（chuáng）加工過程中提（tí）升加工精度減少誤差的常見預防方法，它（tā）的原理是在數控車床處於設計生產的狀態時，明確（què）車床相關器械的加工精度，提升它的（de）加工精度，找到潛在的誤差（chà）威脅，及（jí）時消除它。誤差防止法可以（yǐ）有效把控數（shù）控車床整體的加工精度，減少加工誤差，但是使用成本偏高（gāo），且靈活性較低，不適合提高組裝好（hǎo）已經投入使用的數控車床，適合生產前的環節，操作人（rén）員可以施工中合理采用誤差防止法，方便後（hòu）續對數控車床精度的整體（tǐ）把控（kòng）。

3.5 采用誤（wù）差（chà）補償法

誤差補償法是數控車床加工過程中被廣泛應用的修補（bǔ）誤差方法，它借助數係統的補償功能對已有的坐標軸進行誤差修正。誤差補償法是提升數控車床加工精度的（de）重要方（fāng）式之一，其原理是借助增強數控係統的（de）補償功能來減少數控車床坐（zuò）標軸誤差的現象，從而有效提升數控車床的精度。誤差補償法可以有效彌補因為本（běn）身機（jī）械精度水平不夠無法生產出精度適（shì）合產品（pǐn）的機械車床，通（tōng）過對（duì）誤差補償法的應用，機械車床可以生產出精度較高的複雜（zá）產品。而誤差補償法可以通過軟件（jiàn）和硬（yìng）件聯合實現（xiàn），軟件處（chù）理是借助編程（chéng）法（fǎ）實現插補加工操作，從（cóng）而滿足零件間距（jù）要求，達到生產更高精度零件的目（mù）的。硬件法主要用於修複半閉環式伺服係統的反向偏（piān）差，操作人員通過使用（yòng）誤差補償法，減少因為電動驅動絲杠對伺服係統造成的（de）反（fǎn）向偏（piān）差，減少零件加工中出現的誤差。適當使用誤差補償法，可以有效提（tí）升加工零件的精確度，改善車床設備的弊端，是（shì）提升數控車（chē）床加工精度的（de）有效方法。

4、結語

綜上所述，數控（kòng）車床（chuáng）技術優勢顯著，目前已經成為我（wǒ）國製造業重要的一環，我國對數控車床技術加工精（jīng）度的要求也越來（lái）越高，企業必須提升（shēng）數控車床的加工精（jīng）度，優化製造工藝，選擇合適的刀具和角度、改進誤差、把控（kòng）好切削用量等，盡可減（jiǎn）少誤差，保證企業的經濟效益，促進製造業的發展。

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