數控車床加工精度的影響因素及提高措施
2019-5-30 來源：德州科技職業學院 作者：張淑梅（méi）
摘要：工業化改革，促使科（kē）學技術不斷提高，由（yóu）此形成了（le）數控技術。機（jī）械製造業在發（fā）展過程中，由於（yú）獲得了數控技術的支持，並有效結合數控車（chē）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（dé）以進步，基於確保生（shēng）產加（jiā）工零件質量的目的（de），深入了解（jiě）數控車床加工（gōng）精度的影響因素（sù），並製定合理的改進對（duì）策顯得非常關鍵。本（běn）文通過介紹數控車床構（gòu）成與（yǔ）原理機製，對數控車（chē）床加工精度的影響（xiǎng）因素加以分析，並說明了數控車床加（jiā）工精（jīng）度的提升對策。此研究以探究數控車（chē）床加工精度影響（xiǎng）因素及提高對策為目的（de），以便推動我國製造業的不斷發展。
關鍵詞（cí）：數控車床；加工精度（dù）；影響因素
引言
機械製造行業的進（jìn）步，讓數控（kòng）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（jiàn）加工精度，使其質量得（dé）到有效的保障。然而由於生（shēng）產加工中存在各類不同因素的幹擾與影響，再加上人們不斷提升的（de）針對零（líng）件加工精（jīng）度的要求，讓工（gōng）廠（chǎng）數（shù）控車（chē）床（chuáng）的加工工（gōng）作增加了很大的難度，其中存在（zài）很多因素，影響到加工精度情況，比如：數（shù）控車床的（de）幾何精度、刀具規格形狀以及（jí）人為操控方法等等，都造成不同程度的影響。深入探究數（shù）控車床加工精度影響（xiǎng）因素及提高對策具有重要意義。
1、數控車床（chuáng）構成與原理機（jī）製
作（zuò）為機電（diàn）一體化產品，數控車床融合了（le）多（duō）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（shù）等（děng），具備精（jīng）度、效率高、柔性大以及智能自動化的設備（bèi）特征。數控車床的構成部分（fèn）涵蓋有機械本體、電子管（guǎn）控單元、動力源（yuán）、檢測傳感以及執行設備等部分（fèn）。數控車床的運作原理相（xiàng）較於一般（bān）車床具有差異。當一般車（chē）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（jù）和零件間的運動線路加以（yǐ）頻繁改變，從而完成零件的刀切任務，滿足相應的加工標準；當（dāng）數控車床進行零（líng）件加（jiā）工處理的時候（hòu），對所加工處理的零件的規格參數、被加工序列以（yǐ）及車床的運動情況進行數控（kòng）語言編製，從而形成既定的加工命令，隨（suí）後在CNC設備（bèi）裏輸（shū）入，並通過CNC設備，完成加工命令的相關（guān）處理，對伺服係統實（shí）施指令，從而達到對車床移（yí）動部件的驅動處理目的，實現零件自動（dòng）化加工處（chù）理（lǐ）的（de）效果。
2、數控車床加（jiā）工精度的（de）影響因素分析
數控車床運作過程中，其自身的機械（xiè）化加（jiā）工精度與伺服係統驅動精度均為重要的加工精度（dù）影響因素。具體來說，導致數控車床的加工精度受到影響的因素很多，其中包含了車床自身的（de）幾何精度、伺服係統（tǒng）驅動的誤差、車刀參數的變動以及車床的熱變形誤差等幾個方麵。其中又（yòu）以車刀參數變動以及伺（sì）服係統驅動的誤差最為常見，現加以具體（tǐ）論述。
2.1 車刀（dāo）參數變動影響
對於數控車床的（de）整個加（jiā）工流程而言，均基於編程控製之下完成車刀對零件（jiàn）的切割（gē）處（chù）理，最（zuì）終（zhōng）符合相關的零（líng）件（jiàn）形狀需要。數控車床（chuáng）零件加工所使用（yòng）的車刀擁有主（zhǔ）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（cùn）易於產生誤差，並和刀尖圓（yuán）弧半徑呈現正比（bǐ）的（de）關係，和主偏角呈現反比的關係，當主偏角變大的時候（hòu），其反而縮小。因此，數控車床實施編程（chéng）處理的時（shí）候，應結合零件的具體特征，充分考慮其軸向尺寸誤差因（yīn）素，及時改變有關位移的長度。當數控車床進行運作的（de）過程中，一旦車（chē）刀的主偏（piān）角、刀尖的（de）圓（yuán）弧半徑和其零（líng）件中心的高度產（chǎn）生偏差的時候（hòu），必然（rán）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（dòng）的（de）影響
根據數控車床的運作機製不難獲知，零件的加工處理工作（zuò）是通過伺服係統依靠對車床部件的驅動來實（shí）現的，具體（tǐ）來（lái）說，定位數控車床（chuáng）的時候主要依靠滾珠（zhū）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（zhū）絲杠出現有關傳動（dòng）的誤差的時候，必然會讓定位精度受到幹（gàn）擾，降低精準性。
通常來（lái）說，數控車床對於伺服係統（tǒng）的控製會（huì）運用半閉環（huán）控製的方式完成，從而確保其正常（cháng）發揮出相應（yīng）的作用。當實施零件的（de）加工處理（lǐ）的（de）時候，伺服電機合理控製絲（sī）杠，使其實施逆向運行，此時可能會產生空運轉（zhuǎn）的情況，由此導致反向間隙的誤差現象。另外，受到（dào）外力的（de）相應（yīng）作用，數控（kòng）車床的運動組織及傳動過程當中，易於發生彈性形變的（de）情況，零件加工處理處和車床的其他位置產生受力差異性，最終耽誤了加工進度，使得零件（jiàn）的加工精度（dù）受影響。
3、數控車床加工精度的提升對策
3.1 科學運用誤差防止（zhǐ）法
對（duì）於誤差防止法而言，可謂事前合（hé）理的預防控製，經過對設計階段與製造過程的有效把控，達到避免誤差源的（de）目的。比如，相關工作人員（yuán）可以采用提升車床係統剛度、創建（jiàn）標準、規（guī）範化的零件加工車間環境、增強車床零件裝配和（hé）加工精度質量等方式（shì），達到確保生產零件加工質量的效果。作為對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（qǐ）到事半功倍的作用。不過，長期以來，工作人員在使用（yòng）該誤差（chà）防止法的過程中發現其存在的一個缺陷：車（chē）床的造價和其性能（néng）呈現出正比的增長關係，由此導致經濟成本的上升[3]。除此之外，當工作人員僅運用單一的誤差防（fáng）止法以便達到提升車床零（líng）部件加工精度的目的的時候，如果其已經（jīng）達到了相應的精度標準以後，繼（jì）續提（tí）升變得非常艱難。
3.2 增（zēng）強導軌的幾何精度
近些年來，數控（kòng）技術得以提升，數控車床獲得了飛快的發展，在很多（duō）領域當中均（jun1）發揮（huī）出重（chóng）要的作用。為了適應時代的發展需要，快（kuài）速切割速度與（yǔ）較高的（de）加工精度成為（wéi）發展的必然要求（qiú）。但是，受到快速的（de）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（chū）了（le）更高的幾何精度要求，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（dòng）軌道的整體削割法能夠加以解決。那麽具體（tǐ）而（ér）言：設計數控車床的過程中，應運用經過淬硬處理以後的鋼製滑動導軌材料，並以螺（luó）釘固定的方式，使其處（chù）於削割（gē）處理後的平麵之上，以填充物（wù）將導軌和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（lǐ）應用
數控車床的運行需要依靠半閉環伺服係統的（de）驅動，其中（zhōng）反向偏差的（de）因素直接影響到車床定位精度情況，造成所加（jiā）工的零件質量不達標（biāo）的現象，形成一（yī）定的不良誤差。通過實施誤差補償法，可以彌補反向偏差（chà）造成（chéng）的影響，使所加工處理的零件誤差有效降低。從目前的情況（kuàng）來看，國內的機械加工製造行業所采用的數控車床當中，針對其定位的（de）精度高於0.01mm，顯然此種車床通常是缺少補償作用的，那麽運用編程法（fǎ），能夠做到準確的定位，避免反向間隙的影響。應用編程法，能（néng）夠確保部分機械不改變，並且實現（xiàn）較低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（chuáng）其中的某一個軸（zhóu）受到（dào）指令控製，出現（xiàn）運動軌跡變化的時候，借（jiè）助數控車床當中的數控設備，能夠以不定時的形（xíng）式，將反向間隙數值進行讀取，同時實現坐（zuò）標位移（yí）指令數（shù）據的改（gǎi）正，結合具體的需要，將車（chē）床予以精（jīng）準定位，從而避免或降低零（líng）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，探究（jiū）數控車床加工精度影響因素及提高對策非常重（chóng）要，有（yǒu）利於提高數控車（chē）床零部件的加工精（jīng）度，保證（zhèng）產品質（zhì）量。本文通過介紹數控車床構成與原理（lǐ）機製，對數控車床加工精度的影響因素加以（yǐ）分析，並說（shuō）明了數控車床加（jiā）工精度的提升對策：科（kē）學運用（yòng）誤差防止法、增（zēng）強導軌（guǐ）的（de）幾何精度、確保誤差補（bǔ）償法（fǎ）的合理應用。望（wàng）此次研究（jiū）內容與結果，可以得到有（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管理水平（píng）。
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