數控車（chē）床加工精（jīng）度的影響因素及提高方（fāng）法分析-特種加工機床網-數控機床市場網

您現在的位置：特種加工機床（chuáng）網> 加工與維修>數控車床加工精度的影響因素及提高方法分析

數控車床加工精度（dù）的影響因素及提高方法（fǎ）分析（xī）

2022-7-5 來源：江蘇財經（jīng）職業技術學院（yuàn）作者：馮鋒（fēng）

摘要：在我國（guó），數控車床的使用率極高，且對加（jiā）工精（jīng）度的（de）要求也非（fēi）常高。數控車床是我國機（jī）械製造（zào）行業中比較具有代表性的應用（yòng）產品。然而，在數控車床的工件加工使（shǐ）用過程中，受多種因素的（de）影響，其生（shēng）產的效率和加工的質量方麵出現了各種問題。本文以數控機床為基礎，首先分析了影響（xiǎng）其加工精度的潛在原因，然（rán）後針對性的探討（tǎo）了（le）提高（gāo）數控車床精度的有效技術措施。希望這些措施的應用，能夠為相關工（gōng）件加工質量的提高作出（chū）有價（jià）值的貢獻，同時也能夠更好的促進我國機械（xiè）加工行業的長遠發展。

關鍵詞：數控（kòng）車床；工件；加工精度；影響（xiǎng）因素；提高方法

0 引（yǐn）言

目前，在當代機械工業生產中，數控（kòng）車床工藝因其表現出眾而獲得（dé）了廣大用戶的認可。與此同時，用戶的（de）需求日益提高，對工件的加工精度要求（qiú）也越來越高。尤其是近幾年科技（jì）興起後，帶動（dòng）了（le）高精（jīng）密（mì）儀器製造（zào）技術的大量工（gōng）業化生產，也引（yǐn）發了大量（liàng）的數控車床加工誤差問題。這（zhè）些問（wèn）題的（de）出（chū）現，向數控車床（chuáng）技（jì）術的應用（yòng）發出了更（gèng）大的挑（tiāo）戰。

在機械生（shēng）產中不可避免的問題是誤差，而誤差的有效解（jiě）決（jué）（或減小）是數控加工的（de）重點技術工作之一。因為數控加工過程中的很多因素都能（néng）夠引起誤（wù）差，直接影響到（dào）加工部件的精度和質量。所以，必須根據機械（xiè）加工的實際要求，對影響因素進（jìn）行有效分析的同（tóng）時，采取一定的措施來控製誤（wù）差，從而提高數控車床工件的加工精度。

1 、數控車床概念簡（jiǎn）述

1.1 數控車床常見分類及結構

市場經濟的興起帶動數控車床加工（gōng）技術的廣（guǎng）泛應用，該（gāi）技術按照控（kòng）製原理的不同可以分為 3 大類，分別為：①普通數控車床加工；②點位控製數控車床加工；③其他數控車床加工。

在具體的機械加工應用中，數控加工技術一般用於複雜的、高質量（liàng）要求的成型（xíng）設計，該技術能夠實（shí）現用戶對高標準工件的加工要求。一般的數控車床由以下幾部分組成（chéng），分別為：

①車床控製係統，也稱之為配置加工機器，主要用來控製車床（chuáng）；

②車床伺服驅動係統，主要完（wán）成驅動工作，數控機（jī）床通過工人控製（zhì）完（wán）成工件製作的驅（qū）動操作；

③輔助加工係統，為（wéi）數控支撐加工提供數學計算、繪圖等輔助（zhù）功能；

④車床數控編程係統，用（yòng）來控製控車床的軟件應用體係或代碼，該係統的應用可以方便工件的自動化加工。

1.2 性能指標及特點

數控車床固有的特性，使得它更加適用於加工複雜工件和某些特殊零配件，其特有（yǒu）的性能指（zhǐ）標能夠讓工件實現（xiàn）自動（半自動）化處理加工，從而有效提高工件的加工效率。同時，因為自動化技（jì）術的應用，使得數控車床的（de）內部體係結（jié）構更為複雜，一旦出現問題，維修和維護的困難係數（shù）都偏高，需要由（yóu）專業人員進行相（xiàng）關（guān）操作。

數（shù）控車床的控製是通過數控編程來完成的，編程係統能夠設定具體的車床加（jiā）工工作步（bù）驟，是數控車床的關鍵性特征之（zhī）一。

數控編（biān）程技術采用伺服（fú）係統（多為機器語言）語（yǔ）言裝置進行工件驅動工作，由工人根據車床係統（tǒng）的提示信息進行操作與加工，使工人從繁重（chóng）的手工勞動中解放出來（lái），大大（dà）提高了加（jiā）工的效率與質量的同時，也簡化了工作人員的工（gōng）作內（nèi）容與強（qiáng）度。

但是（shì），數控車床能夠提高工件加工精度的同時，對投資成本的要求也加大了許多。越是精度係數和質量要求高的工件，其加工過程中使用的數控車（chē）床應（yīng）用係統就越複雜，對技（jì）術人員（yuán）和操作人員的專業性要求也就越強（qiáng）。簡單來（lái）說，工件質量和數（shù）控加工成本是成（chéng）正比的。

2 、影響數控車（chē）床精度的因（yīn）素

人們對生活需求的提高，使得機（jī）械工業對工件或是（shì）工（gōng）藝品的（de）需求變高。各行各（gè）業的發展過程中，都離不（bú）開零部件的使用（yòng）與更新。在（zài）實（shí）際（jì）應用過程中，數控車床采用數字及文字來控（kòng）製零部件的精密加工，在有（yǒu）效降低手工製造出現的誤差和失誤的負（fù）麵（miàn）影響下，能夠減少誤差（chà）係數，加大產品的加工（gōng）精度。數控車床的具體操作步驟如圖 1 所示。

圖 1 數控車床的操作步驟

但（dàn）對於（yú）某（mǒu）類單一小批量工件的（半自動化）自動化加工，因為其工件形狀複（fù）雜、精度（dù）係（xì）數要求高，使得加工（gōng）效果不理想，在（zài）精（jīng）度及工藝方麵還有很大的提升空間。影響數（shù）控車床加工精度的主要因素有以（yǐ）下幾點：

2.1 伺（sì）服因素的影響

伺服係統在數控車床加工操作中，主要承擔數控車床穩定運轉操作的工作（zuò），在該係統的（de）運作下，數控車床提供（gòng）機械動力，並發揮（huī）協調控製（zhì）功能。操作過（guò）程中，如果操作人員驅動係統時出現速度誤差，就會引起傳動誤差和（hé）其他一係列問（wèn）題，導致加工精度產生誤差，影響最終的工件質量。

2.2 導軌誤差的影響

數控車床的很多工作都是在導軌（guǐ）上進行的，因此在工具放入導軌（guǐ）的過程中，必須準確確認各個部件的最理想位置。如果在車床機械加工中（zhōng）發現導軌磨損，或是操作人員控製軌道失誤，都會（huì）引起導軌誤差，給（gěi）工件的質量造成不良的影響。

2.3 刀具參（cān）數的影響

數控車床加工任何部件都離不開車刀，但在車刀進行切（qiē）削時，很多隨機問題會產生。如：

①車刀主偏角問題，當主偏角位置（zhì）偏（piān）移或是主偏角偏小，都會直接影響加工（gōng）工件的精度係數。②刀尖外削問題，當對工件進行外圓車削時，對刀（dāo）具有更高的要求；一旦（dàn）圓弧車刀有（yǒu）細（xì）微偏差，都會直接影響工件的加（jiā）工精度係數（shù）。對（duì）車（chē）削程序進行合理的編寫，並認真分析刀具軸線（xiàn）的偏差進（jìn）而修正刀（dāo）具的位置。數控車床的車刀的刀尖存在圓弧半徑，還存在主偏角和工件（jiàn）之間高度差的問題，也會對數控（kòng）車（chē）床的（de）加工精度造成一定的影（yǐng）響。基於此，加工工（gōng）件過程（chéng）中必須對刀具（jù）的（de）相關參數進（jìn）行綜合參考，在編（biān）程時把誤差問題（tí）考慮到其中，從參數因素上減（jiǎn）小潛在誤差（chà）的發生

。

2.4 逼近（jìn）誤差和圓整（zhěng）誤差的影響

所謂逼近誤差，指的是機械控件編程時，采用數學（xué）近似算法，經過精確值的（de）控製來逼近零（líng）件（jiàn）的（de）基礎誤差，一旦精（jīng）確值過低，則會影響工件的精度。所謂圓整誤差，指（zhǐ）的是在經濟型步進電機數控車床加（jiā）工中（zhōng），通過步進脈衝（chōng）有（yǒu）效控製加工零部件的直線位（wèi）移量，其（qí）中脈衝當量是產（chǎn）品規格（gé）的最小單位，直接影響數控車床工件的加工（gōng）精度。

當數（shù）控車床（chuáng）工件處於工作狀態時，當操作到圓整脈衝當量值時（shí），就會無法避免的產生圓整誤差。該誤差量直接影響加工部件的尺寸和（hé）規格（gé）。

3 、應對策略（luè）的（de）探討

影響數控車床加工精度的因素有很多（duō），但是在數控車床加工過程中，不能被這些影響因素所左右，逆來順受。必（bì）須要找出相應的應對策略，針對可能出現的因（yīn）素進行應對處理，從（cóng）而（ér）更有效的降低誤差值，提高工件生產（chǎn）的精度。

3.1 伺服偏差的控製

對於數控車床來說，伺（sì）服係統的作用最為重要，如果想降低車床加工工件的誤差，減少車床自身帶來的負麵影響，那麽就需（xū）要高度（dù）重視伺服係統的實際應用。為伺服係統搭配（pèi）高性能低功耗的（de）驅動裝置，能夠有效的優化車床係統參數。同時，在車削加工過（guò）程中，針對直線工件的物理（lǐ）特性抑製速度誤差，能夠減少速度滯後帶來的一係列問題；針對圓弧加工設（shè）置開環增益功能，提高圓弧工（gōng）件的輪廓加工（gōng）精度。

3.2 數控車床性能控製

機（jī）械技術的（de）迅速發展，給數控車床帶來了非常大的影（yǐng）響，近年來數控車床的加工質（zhì）量及（jí）效（xiào）益都得到（dào）了明顯的提升。同時，數控車床的性能問題也得到了越（yuè）來越多專業人士的關注。如何能夠有效提（tí）高數控車床的性能，成為專家們日常探討的問題（tí）之一（yī）。通常來說，出於提高車床的自身能方麵（miàn）考慮，可以（yǐ）采用斜床造型（xíng）來有（yǒu）效提（tí）高其抗彎扭能力。

采（cǎi）用的（de）標準化係數高的車刀刀具進行切割，並且為車床配備自動換刀功能，能（néng）夠有效的優（yōu）化車削效果，提高零部件的車削精度水平。以數控車（chē）床某軸類零件的具體加工為例，在零件進行粗加工（gōng）之前，預（yù）留 1mm 刀補控製。然後，采取 2 次車床車削加工處（chù）理，第一次徑向進給量設（shè）置0.5mm，進行一（yī）次細加工，一次細加工完成後，還（hái）有 0.5mm的刀補，此時即（jí）可進行二次深加工，從而有效提高（gāo）產品的精度。

經過實踐操作表明，從粗加工到一次細加工、二次細加（jiā）工，通過三次加工的方式，能夠有效控製軸類工（gōng）件的精度誤差。

3.3 誤差補償（cháng）控（kòng）製

在進（jìn）行數控加工時，考慮到逼（bī）近誤差對產（chǎn）品誤（wù）差率（lǜ）的影響，通過對控製係統進行升級，采用數學計算公式及原理勾勒工（gōng）件廓形（xíng），提高精度係數，減少逼近誤差（chà），從而保障工件在進行不規則加工處理時，提高工件的質量和精度係數。對圓（yuán）整誤差的（de）控製，可以通過硬件處理進行前期預（yù）防，也可通過軟件處理彌補誤差的精度值，盡量消除實際操作中的不（bú）確（què）定因素影響。

針對需要重複定位的工件或工藝，需要在數控加工之前，進（jìn）行有效的測量誤（wù）差測算，盡量降低測量誤差，從而為深度精細加工提供更準確（què）的計算量，方便後期對工件誤差精（jīng）度範圍的掌控，有效提（tí）高元件生產效（xiào）率及精度

。

3.4 車床的維修與維護

數（shù）控車床對加工精度的要求極高，所以在工作過程中要做到對車床進行（háng）實時監控，一旦出現故障提示必須馬上進行（háng）處理，調整並優化加工相關工作數據的安全係（xì）數，並根據反饋的錯誤信息，進行（háng）控製端定點控製與管理。在修複導軌精度的時候，使用環保導軌塗層來提高（gāo）車床導軌（guǐ）的耐用（yòng）性能，減少因導軌物理因素引（yǐn）起的誤差。

同時（shí）也可（kě）以（yǐ）在係統的維護過程中，提高車床的測量加工定位精度，減小切削精度對工件質量的一係列影（yǐng）響。

4 、結束語

數控車床在進行工件加（jiā）工過（guò）程中，影響加工精度的原因種（zhǒng）類有多（duō）種，並且因為其影響程度不同，產生的誤差效果也不一樣。所以，操作人員必須要根據具體原因進行分析，並以數控（kòng）車床為（wéi）基礎，采用伺服偏差控製（zhì）、性能控製及（jí）誤差補償控製等方式來（lái）完善工件的加工質量，同時（shí）定時對車床進行維修與維護，排除潛在問題危機的影響，提高數控（kòng）車床的整體性能和精度比，從而有效保障機械工件的加工精度和（hé）質量，促進我國數控車床技（jì）術發展水平的進一（yī）步提（tí）高。

投稿箱：
如果您有機床行業、企（qǐ）業相關新聞稿件發表，或（huò）進行資訊合作，歡迎聯係本網編輯部，郵箱：skjcsc@vip.sina.com

更多相關信息

名企推薦

業（yè）界視點

| 更多

行業數據

| 更多

博文選萃

| 更多