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淺談影響數（shù）控車床加工精度的因素及（jí）應對措施

2020-4-24 來源：煙（yān）台船舶工業學校作者：王瑜

摘要：數控車床加工精度影響因素較（jiào）多，本文結合實例對此進行了總結，並分享（xiǎng）了實（shí）例中的處理（lǐ）方法，同（tóng）時就日常數控車床加工操作，提出了一些操作技巧，僅供參考。

關（guān）鍵（jiàn）詞：數控車床加工精度因素

一、加工精度（dù）異常實例（lì）分析

1.1 案例（lì）一

1. 現象。某采用 Frank 係統（tǒng）的立式加工中心（xīn），在連杆模具加（jiā）工過（guò）程中，垂（chuí）線（xiàn） Z 軸進給異常（cháng），出現 1mm 切削誤差，即 Z 方向過切。

2. 診斷與處理。在手動輸入（rù）數據方式下，各個軸運動正常，回參考點也正常，排除了電氣控（kòng）製（zhì）部分的硬件故障。隨後檢查故障（zhàng）發生時運行加工程序段，尤其是刀具補償，坐標係的校對和計（jì）算。在（zài）點動方式下，診斷 Z 軸工況，發現 Z 軸向上的工況存在噪音，尤其是快速（sù）點動（dòng）時，噪音非常明顯，據此可分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（zhóu），1*100 檔位，結合百分（fèn）表檢查Z 軸工況。當 Z 軸保持正常運動狀態後，正向運動（dòng）每一步的實際距離都（dōu）為 0.1mm，說明定位精（jīng）度良（liáng）好。而在反向運動時，發現運動（dòng）距（jù）離出現波動，表現出反向間隙，無（wú）論怎麽補償都存在波動，而且在補償中發現，間隙補償越大，在反向運動初（chū）期階段波動越大。分析判斷可（kě）能是電（diàn）機存在異常，或是機械有故障，還可能是絲杠有間隙（xì）。於是分離（lí）電機和絲杠分開檢查，發現電機運動正常。而檢查機械部分時發現確實存在故障，拆開設備（bèi）後發現軸承有磨（mó）損，且部分滾珠脫落。更（gèng）換後恢複。

1.2 案例二

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

2. 診斷（duàn）與處理。經檢查工件坐標係已經按（àn）照要求設置好。按照設置好的坐標係運（yùn）行程序，記錄運動後的（de）機械坐標值，然後轉為手動（dòng）模式，輸入數據運行程序，待運動結束記錄（lù）坐標值，對比兩個坐標值發現存在 0.352mm 的距離誤差。反複進行比對試驗，發現每次運（yùn）動後的坐標（biāo）值都不一樣。比對百分表發現記錄的坐標值與實際位置誤差（chà）基本相同。認為可（kě）能是 X 軸重複定位存在較大誤差，進一步（bù）檢查 X 軸定位（wèi）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，進而認為可能是係（xì）統參數或光柵尺存在故障，但（dàn）是係統未給出（chū）報（bào）警信息，無法確定（dìng）原因，因此，進一步檢查發現，

當 X 軸去除使能後，垂直方向上的主軸箱下落，產生了誤差。至（zhì）此基本可以確定為（wéi）程序的控製邏輯（jí）有問題，導致加工精度異常。進過調（diào）整程序，先加載（zǎi）使能，然後鬆 X 軸，使鬆開 X軸的控製正常，而在夾緊 X 軸時，先夾緊，然後去除使能。

經過調整控製邏輯後，故障得以解決。

總結起來，主要有五個方麵（miàn），包括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（wèi）置誤差；刀具磨（mó）損誤差；車床熱變形誤（wù）差等。其中很多因素可以通過對（duì）車床的正確操（cāo）作來降低影（yǐng）響。

二、數控車（chē）床加工操作技巧

1、編程。1. 編程邏輯。先根據產品的精度要求，在編程時考慮先粗車，後精車，這樣做可以很好的保證精度。同時先鑽孔然（rán）後再端平，這樣能夠防止出現縮料（liào）。考慮到小公差（chà）工件表麵容易被劃傷或是變形，考慮先大公差後小公差（chà）。如此根據上述的工件加工順序，確定編程邏輯。2. 按材料確定轉速、進給與切（qiē）深。如碳（tàn）鋼材料（liào），1Gr11 設定高（gāo）轉速、高進給（gěi）與大切深，參數分別為 S1600，F0.2，2mm；又如硬質合金，GH4033，參數設定為 S800,F0.08，0.5mm。再如鈦合金，Ti6，轉速 S400，進給 F0.2，切深 0.3mm。

2、對刀（dāo）。對刀方法有（yǒu）兩（liǎng）種，機外對刀和機內對（duì）刀（dāo）。機外對刀，可以利用刀具預調儀進行（háng）對刀，還可以試切法對刀。在具體的對刀中如果沒有（yǒu）對（duì）刀儀（yí），可以先確（què）定（dìng）零（líng）件斷麵中心（xīn）點，以該（gāi）點（diǎn）為對到點，設零點，機床回（huí）原點後，每一把要用到的刀具，都以（yǐ）該點為零點對刀。當刀具接觸零（líng）件端麵，輸入 Z0 測量，此（cǐ）時刀補值自動記錄下（xià）數值，Z 軸對刀完成。X軸對刀利用試切對刀，對（duì）工件進行微量切削，測量被切削的（de）數值，比如（rú）切削 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驗豐富。

3、調試。編程與（yǔ）對刀完成（chéng），在進入零件（jiàn）加工前（qián），應當進行試切調試。檢查程序和對刀可能出現的錯誤（wù）。可（kě）進行空行程模擬，方法是在坐標係中將刀具整體向右（yòu）平移工件長度的 2~3 倍（bèi），開始（shǐ）模擬，確定程序和對刀是否有誤。確定無錯，再開始工件加工（gōng）。完成首件後進（jìn）行自檢，與專業檢測，確認合格後（hòu）調試完成，可進入（rù）生產。

4、加工。調試階段出來的首件合格零件，並（bìng）不代（dài）表（biǎo）在批量生產中都保證合格，因為加工材（cái）料時（shí），必定會使刀具磨損，隻是材料不同磨損程（chéng）度不一而已。因此加工過程中需要隨時測量，隨（suí）時檢查，及時調整刀補值，確（què）保加工（gōng）工件合（hé）格。

結（jié）束語（yǔ）：數控車床加工精度會（huì）受到多方麵因素（sù）影響。在實際的操作中可能會由於控製程序、機械磨損等情況導（dǎo）致出現誤差，降低工（gōng）件精度。因此在日常（cháng）的車床操作當中需注意很（hěn）多細節，掌握一些技巧，將產生誤（wù）差因（yīn）素的影響降到（dào）最（zuì）低。

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