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數控車床加（jiā）工精度的影響因素及（jí）提高措施

2018-6-25 來（lái）源：德州科技職業學（xué）院作者：張淑梅

摘要：工業化改（gǎi）革，促（cù）使科學技術不斷提高，由此形成（chéng）了（le）數控技術。機械製造業（yè）在發展過（guò）程中，由於（yú）獲得了（le）數（shù）控技術的支持，並有效結合（hé）數控車床，讓生產效率獲得了極大的提高。伴隨（suí）數控技術的廣泛應用，使高端精密製造技術得以進步，基於確（què）保生產加工（gōng）零（líng）件（jiàn）質量的目的，深入了解數控車床加工精度的影（yǐng）響因素，並製定合理（lǐ）的改（gǎi）進對策顯（xiǎn）得非常關鍵。本文通（tōng）過介紹數控車床構成與原理機製，對數控（kòng）車床加工精度的影（yǐng）響因素加以分析，並說明了數控車床加工精度的提升對策。此研究以探（tàn）究數控車床加工精（jīng）度影響（xiǎng）因素及提高對策為目的，以便推（tuī）動我國製造業的不斷發展。

關鍵詞：數控車床；加工（gōng）精度；影響因素（sù）

0 引言

機械製造行業（yè）的進步，讓（ràng）數控技術獲得了更為廣泛的應用機會，利用數（shù）控車床可以提高零件加工精度，使其（qí）質量（liàng）得到有效的（de）保障（zhàng）。

然而由於生產加工中存在各類不同因素的幹擾與影響，再加上人們不斷（duàn）提升的針對零件加工精度的要求，讓工廠（chǎng）數控車床的加工工作增加了（le）很（hěn）大的難度，其中存在很（hěn）多因素，影響到（dào）加工精度情況，比如：數控車床的幾何精（jīng）度（dù）、刀具（jù）規格形狀以及人（rén）為操控方法（fǎ）等等，都造成不同程度的影響。

深入探究數控車床加工（gōng）精（jīng）度影響因素及提高對策（cè）具（jù）有重要意義。

1 、數控車床構成與原理機製

作（zuò）為機電（diàn）一體化產（chǎn）品，數控車床融（róng）合了多種技術，包括機械製造及自動化技術、計算機信息技術以及測定技術等，具備精度、效（xiào）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（xiè）本體、電（diàn）子管控單元、動力源、檢測傳感以及執行設備等部分。數控車床的運作原理相較於一般車床（chuáng）具有差異。

當一般車床進行零件加工處理的時候，通過工作（zuò）人員操控，結合設計圖紙，對刀具（jù）和零件間的運動（dòng）線路加以頻繁改變，從而完成（chéng）零件的刀切（qiē）任務（wù），滿足相應的加工標準（zhǔn）；當數控車床進行零件加工處理的時（shí）候，對所加工處理的零件的（de）規格（gé）參數、被加工序列以及車床的運動情況進行數控語言編（biān）製，從而形成既定的加工命令，隨後在 CNC 設備（bèi）裏輸入，並通過 CNC 設備，完成加工命令的相關處理，對伺服係統實施指令，從而達到對車床移動部件的驅動處理目的，實現零件自動化加工處理的效果。

2 、數控車床（chuáng）加工精度的影（yǐng）響因（yīn）素分析

數控車床運作過程中，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（yǐng）響因（yīn）素。

具體來說，導致數（shù）控車床的加工精度受到影響的因素（sù）很多，其中包含了車床自身的幾何精度、伺服係統驅動的（de）誤（wù）差、車刀參（cān）數的變動以（yǐ）及車床的（de）熱變形誤差等幾個方（fāng）麵。其（qí）中又以車（chē）刀參數變動以及伺（sì）服係（xì）統驅動的誤差最為常見，現加（jiā）以具體論述。

2.1 車刀參數（shù）變動影響

對（duì）於數控車床的整個加工流程而言，均基於編（biān）程控（kòng）製之下完成車刀對零（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（de）車刀擁有主偏角，刀尖存在（zài）圓弧（hú）半徑，實施棒狀物（wù）體的加工處理的時（shí）候，相應的軸線尺寸易於產生誤差，並和刀尖圓弧半（bàn）徑（jìng）呈現正比（bǐ）的關係，和主偏角（jiǎo）呈現反比的關係，當主偏角變大的時候，其反而（ér）縮（suō）小。

因此，數控（kòng）車床實施編程處理的時候，應結合零件的具體特征，充（chōng）分考慮其軸向（xiàng）尺寸誤（wù）差因素，及時改變有關位移的長度。

當數控車床進行運作的過（guò）程中，一旦車刀的主偏角（jiǎo）、刀（dāo）尖的圓弧半徑和其零件中心的高度（dù）產生偏差的時候（hòu），必然使零件的（de）加工精度降低，所以全（quán）麵、細致編程處理十分必要（yào）

。

2.2 伺服係統驅（qū）動的影響

根據數控車床的運作機製不難獲知，零件（jiàn）的加工處理（lǐ）工作是通過伺服係統依靠對車床部件的驅動來實現的（de），具體來說，定位數控（kòng）車床的時候主要依（yī）靠滾珠絲杠，而伺服（fú）電機驅（qū）動則負責有效（xiào）控製滾珠絲杠，所以，運行過程中，當滾（gǔn）珠絲杠出現有關（guān）傳動的誤差的時候，必然會讓定位精度受到幹擾，降（jiàng）低精準（zhǔn）性。

通常來說，數控車（chē）床對於伺服（fú）係統的控製會運用半（bàn）閉環控（kòng）製的方式完成，從（cóng）而確保其（qí）正常發揮出相應的作用。

當實施零件的加工處理的時候，伺服電機合（hé）理控製（zhì）絲杠，使其實施逆向運行，此時可能會產生（shēng）空運轉的情況，由此導致反向間隙的誤差現象。

另外，受（shòu）到（dào）外力的相應作用，數控車床（chuáng）的運動組織及傳動過程當中，易於發（fā）生（shēng）彈性形變的情況，零件加工（gōng）處理（lǐ）處（chù）和車床的其他位置產生受（shòu）力差異性，最終耽誤（wù）了加（jiā）工進度，使得零（líng）件的加工精度受（shòu）影響。

3 、數控車床加工精（jīng）度的（de）提（tí）升對策（cè）

3.1 科學運用誤差防止法

對（duì）於誤差防（fáng）止法而言，可謂（wèi）事前（qián）合理的預（yù）防控（kòng）製，經過對設計階段與製造過程的有效把（bǎ）控，達到避（bì）免（miǎn）誤差源的目的。

比如，相關工作人員可以采用提（tí）升車床係統剛度、創建標準、規範（fàn）化的零件加（jiā）工（gōng）車間（jiān）環（huán）境、增強車床零件裝配和加工精度質量等方式，達到確保生產零件加工質量（liàng）的效（xiào）果。

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

不過，長期以來，工作人員（yuán）在（zài）使用該誤差防止法的過程中發現其存在的一個缺陷：車床的造（zào）價和其性能呈現出正（zhèng）比的增長關係，由此導致經濟成本的上升。

除此之外，當工作人員僅運用單一的（de）誤（wù）差防（fáng）止法以便達到提升車床（chuáng）零（líng）部件加工精度的目的的時候，如果其已經達到了相應的精度標準以後（hòu），繼續提升變（biàn）得非常艱難。

3.2 增強導（dǎo）軌的幾何精度

近些年來，數控技術得以提升，數控車床獲得了（le）飛快的（de）發展，在很多領域當中均發揮出重要的作用。

為了適應時代的發展需要，快速切割速度與較（jiào）高的加工精度成（chéng）為發展的必然要求。

但是，受到快速的（de）切割速度的影響，可能導致振（zhèn）動情況的發生，由此對導軌提出了更高的幾何精度（dù）要求，高剛度與精度可靠性顯得十分重要。

針對此問題，運用鋼製滑動軌道的（de）整體削割法能夠加以解決。

那麽具體（tǐ）而言：設計（jì）數控車床的過程中，應運用（yòng）經過淬硬處理（lǐ）以後的鋼製滑動導軌材料，並以螺釘固定的（de）方式，使其處於削割處理（lǐ）後的平（píng）麵之上，以填充物將導軌和基座間的（de）縫隙加以填滿，然後運用削割形式，最終得到標（biāo）準的幾何精度。

3.3 確保誤差補償法的合理應用

數控（kòng）車床的（de）運行（háng）需要依靠半閉環伺服係統的驅（qū）動，其中反向偏差的因素直接影（yǐng）響到車床（chuáng）定位精度情況，造成所（suǒ）加工（gōng）的零（líng）件質量不達標的現象，形成一定的不良誤差。

通過實施誤（wù）差補償法，可以（yǐ）彌補（bǔ）反向偏差造成的影響（xiǎng），使所加工處理的零件誤差有效降低（dī）。

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

應用編程法，能夠確保部分機械不改變，並且（qiě）實現較低速度的單（dān）向定位處（chù）理，完成針對（duì）數控車床插補（bǔ）處（chù）理的任務。

在車床其中的某一個軸（zhóu）受到指令控製，出現運（yùn）動軌跡變化的時候，借助數控（kòng）車（chē）床當中的數控設備，能夠（gòu）以不（bú）定時的形式，將反向間隙數值進行讀取，同（tóng）時實現（xiàn）坐標位（wèi）移指令數據的改正，結合（hé）具體的（de）需要，將車床予以精準定位（wèi），從而避（bì）免或降低零部件加工精度所受到的反向偏差因素的不良影響。

4 、結論

從此次論文的闡述與分析中可知，探（tàn）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（shù）控車床零部件的加工精度，保證產品質量。

本（běn）文（wén）通過介紹數控車床構成與原理機製，對數控車床加工精度的影（yǐng）響因（yīn）素加以分析，並說明了數控車（chē）床加工精度（dù）的提升（shēng）對策：科學運用（yòng）誤差防止法、增強導軌（guǐ）的幾何精度

、確保誤差補償法的合理應用。

望此次研究內容與結果，可以得到有關（guān）部門人（rén）員的關注，並從中得到相應（yīng）的啟示，提升我國製（zhì）造業的綜合管理水平。

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