數控車床加工精度的影（yǐng）響因（yīn）素及提高措施-特種加工機床網-數控（kòng）機床市場網

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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（zuò）者：張淑梅

摘要：工業化（huà）改革（gé），促使科學技術不斷提高，由此形成了數控技（jì）術（shù）。機械（xiè）製造（zào）業在發展過程中，由於獲得了數控技（jì）術的支（zhī）持（chí），並有效結（jié）合數（shù）控車床，讓生產（chǎn）效率獲得了極大的提高。伴隨數控技術的廣泛應用，使（shǐ）高端精（jīng）密製造技術得（dé）以進步，基於確保（bǎo）生產加工零件質量的目的，深入了解數控車床加工精度的影響因素，並製定合理的改進對策顯（xiǎn）得非常關（guān）鍵。本文通過介（jiè）紹數控（kòng）車床構成與原（yuán）理機製，對數控車床加工（gōng）精度的（de）影（yǐng）響因素（sù）加（jiā）以（yǐ）分析，並說（shuō）明了數控車床加工精度的提升對策。此（cǐ）研究以探（tàn）究數控車床加工精度影響因素及提（tí）高（gāo）對（duì）策為目的，以便推動我國製造業的不斷發展。

關鍵詞：數控車床；加工精度；影（yǐng）響因素

引言

機械製造行業的進（jìn）步（bù），讓數控技術獲（huò）得了更為廣泛的（de）應用機會，利用數控車床可以提高零（líng）件加（jiā）工精度，使其質量得到有效的保障。然（rán）而由於生（shēng）產加工（gōng）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針對零件加工精度的要求，讓工廠數控車床（chuáng）的加工（gōng）工作（zuò）增加了很大的難（nán）度，其中（zhōng）存在很多因素，影響到加（jiā）工精度情（qíng）況（kuàng），比如：數控車床的幾何精（jīng）度、刀具規格形（xíng）狀以及人為（wéi）操控方法等等，都造成不同程度的影響。深入探究數控（kòng）車床加工精度影（yǐng）響因素及提高對策具有重要意義。

1、數控（kòng）車床構成與原理機製

作為機電一體化產品，數控車床融合了多種（zhǒng）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、效率高、柔性大以及智能（néng）自動化的（de）設備特征。數控車床的（de）構成部分涵（hán）蓋有機械本體、電子管控單元、動力源、檢測（cè）傳感以及執行設備等部分。數（shù）控車床的運作原理相較於一般車床具有差異（yì）。當一般車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（tú）紙，對刀具（jù）和零（líng）件間的運動線路加以頻繁改變，從而完成零件的刀切任（rèn）務，滿足相應的加工標準；當數控（kòng）車床進（jìn）行零件加工處理（lǐ）的時候，對所（suǒ）加工處理的零件的規格參數（shù）、被加（jiā）工序列以及車床的運動情況進行數控語言編製（zhì），從而（ér）形成既定的加工命令（lìng），隨（suí）後在CNC設備裏輸入，並通過CNC設備，完（wán）成加工命令的相關處理（lǐ），對伺服係統實施指令，從而達到對車床（chuáng）移動部件的驅動處理目的，實現零件自動（dòng）化加工（gōng）處理（lǐ）的效果。

2、數控車床（chuáng）加（jiā）工（gōng）精（jīng）度的影響因素分析

數控車床運作過程（chéng）中，其（qí）自身的機械化加工精度與伺服係統驅（qū）動精度均為重要的加工精度影響因素。具體來（lái）說，導致數（shù）控車床的加工（gōng）精度（dù）受到影響的因素（sù）很多，其（qí）中包含了（le）車（chē）床（chuáng）自身的幾何精度、伺服係統驅動的誤（wù）差、車（chē）刀參數的變動（dòng）以及車床（chuáng）的熱變形誤（wù）差等幾個方麵。其中（zhōng）又以車（chē）刀參數變動（dòng）以及伺服係統驅動的誤差最為（wéi）常見，現（xiàn）加以具體論述。

2.1 車刀參數變動影響

對於數控車床的整個加工流程而言，均基於編程（chéng）控製之下完成車刀對零件（jiàn）的切割處理，最終符合相關的（de）零件形狀需要。數控（kòng）車床零件加工所使用（yòng）的車刀擁有主偏（piān）角，刀（dāo）尖存在（zài）圓弧半徑，實施棒狀物（wù）體的加工處理的時候，相應的軸線尺寸易於產生誤（wù）差，並和刀尖圓弧半徑呈現正比的關係，和主偏角呈現反比（bǐ）的關係，當主偏角變大的（de）時候，其反而縮小。因（yīn）此（cǐ），數控車床實施（shī）編（biān）程處理（lǐ）的時候，應（yīng）結（jié）合（hé）零件的具體特征，充分考慮其軸向尺寸誤差因素，及（jí）時改變有關位移的長度。當數控車床進行（háng）運作的過程中，一旦車刀的主（zhǔ）偏角、刀尖的圓（yuán）弧半徑和（hé）其零件中心的高度產生偏差的時候，必然使零件的加工精度降低，所以全麵、細致編程（chéng）處理（lǐ）十分必要。

2.2 伺服係統驅動的影響

根據數控車床（chuáng）的運作機製不難獲知，零件的加工處理（lǐ）工作（zuò）是（shì）通過伺服係（xì）統依靠對車床部件的驅（qū）動來實現的，具體來（lái）說，定位數（shù）控車床的時候主要依靠滾珠絲杠，而伺服電機驅（qū）動則負責有效控製滾珠絲杠，所以，運行過程中，當滾珠絲杠出現有（yǒu）關傳動的誤差的時候，必然會讓定（dìng）位精度受到幹擾，降低精準性。

通常來說，數控（kòng）車床對於（yú）伺（sì）服係統的控製（zhì）會（huì）運用半閉環控製的方式完成（chéng），從而確保其正常發揮出相應的作用。當實（shí）施零件的加（jiā）工處理的時候（hòu），伺服電機（jī）合理控製絲杠，使其實施逆向運行，此時可能會產生空運轉的情況，由此導致反向（xiàng）間隙的誤（wù）差現象。另（lìng）外，受到外力的相應作用，數控車床的運動組織及傳動過程當（dāng）中（zhōng），易於發生彈（dàn）性形變的情況，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（le）加工（gōng）進度，使得零件的加工精（jīng）度受影響。

3、數控車床加工精度的提升對（duì）策

3.1 科（kē）學運用誤差（chà）防止法

對於誤（wù）差防止法而言，可謂事前合理的預防控製，經過對（duì）設計階段與製造過程的有效把控，達到避免誤差源的目的。比如，相關工作人員可以采用提升車（chē）床係統剛度、創建標準、規（guī）範化的零件加工車間環境、增強車（chē）床零件（jiàn）裝配和加工精度質量等方式，達到確保生產零件加工（gōng）質量的效果。作為對數控車床零（líng）件加工精（jīng）度提升（shēng）的常見方式，科學運（yùn）用誤差法，能夠起到事半功倍的作用。不過，長期以來，工作人員在使用該誤差防止（zhǐ）法的過程中發現（xiàn）其存在的一個缺陷（xiàn）：車床的造價和其性（xìng）能呈現（xiàn）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（dāng）工作人員僅運用單一（yī）的誤差防止法以便達到（dào）提升車床零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（jì）續提升變得（dé）非常艱難。

3.2 增強導軌的幾何（hé）精度

近些年來，數控技術得以（yǐ）提升，數控車床獲得了飛快的（de）發展，在很多領域當（dāng）中均發揮出重要的作用。為（wéi）了適應時代的發（fā）展需要，快速切割速度與較（jiào）高的加工精度成為（wéi）發展的（de）必然要求。但是，受到快速的切割速度的影響，可能導（dǎo）致振動情況的發生，由此對導軌提出了更高（gāo）的幾（jǐ）何精度要求（qiú），高剛度與精度可靠性顯（xiǎn）得十分重（chóng）要。針對此問題，運用鋼製滑動軌道的整（zhěng）體削割法能（néng）夠加以解決。那麽具（jù）體而言：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（de）方式，使其處於（yú）削割處理後的平（píng）麵之上，以填充物將導（dǎo）軌和基（jī）座間的縫隙加以填滿，然後運用削割形式，最終（zhōng）得到（dào）標準（zhǔn）的幾何精（jīng）度。

3.3 確保誤差補償法的合理應（yīng）用

數控車床的運行（háng）需要依靠（kào）半閉環伺服係統的驅動，其中反向偏差的因素直接影（yǐng）響到車床定位精度情況，造成所加工的零件質量不達標的現象，形成一定的不良誤差。通過實施誤差補償法，可以彌補反向偏差造成的影響，使所加工（gōng）處理的（de）零件（jiàn）誤（wù）差有效（xiào）降低。從目前的情（qíng）況來看，國內的機械加工製造行業（yè）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（chē）床通常是缺少補償作用的，那（nà）麽運用編程法，能夠做到準（zhǔn）確（què）的定位，避免反向間隙的影響。應用編（biān）程法，能（néng）夠確（què）保部分機械不（bú）改變，並且實現較低速度的單向定位處理，完成針對（duì）數控車床插補處理的任務。在（zài）車床其中的某一個軸受到指令控製，出現運動軌跡（jì）變化的時候（hòu），借助數控車床當中的（de）數控設備，能夠以不定時的（de）形（xíng）式（shì），將反向間隙數值進行讀取，同時實現（xiàn）坐標位移指令數據的改正，結合（hé）具體的需要，將車床予以精準定位，從而避免或降低零部（bù）件（jiàn）加工精度（dù）所受到的反（fǎn）向偏差因素的不良影（yǐng）響。

4、結論

從此次論文（wén）的闡述與（yǔ）分析中可知，探究（jiū）數（shù）控車床加工精度影響因素及（jí）提高對策非常重要，有利於提高（gāo）數控車床零部件的加工精度，保（bǎo）證產品質量。本文通過介紹數控車床構成與原理機製，對數控車（chē）床加（jiā）工精度（dù）的影響因素（sù）加以分析，並說明了（le）數控車（chē）床加工（gōng）精（jīng）度的（de）提升對策：科（kē）學運用（yòng）誤差防（fáng）止（zhǐ）法、增（zēng）強導軌的幾何精度、確保誤差補償法的合理應用。望（wàng）此次研（yán）究內容與結果，可以得（dé）到有關部門人員的關注，並從中得到相應的啟示，提升我國製造業的綜合管理水平。

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