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淺談數（shù）控車床技術（shù）加工精度工藝優化

2021-10-14 來源：廣東鬆山職業技術（shù）學院（yuàn）作者：陳瑞（ruì）華

摘要：目（mù）前，數控車床技術加（jiā）工（gōng）是製造業生產加工的最優選擇，它可以有效保證企業的經濟（jì）效益，提（tí）升（shēng）產品生產的（de）效率和（hé）合格率。但是（shì）數控車床加工環（huán）節複（fù）雜，受（shòu）影響的因素較多（duō），在實際加工中很容易產生誤（wù）差（chà），產品的（de）加工精度不易控製，從而影響（xiǎng）產品生產的效率和（hé）合格（gé）率，最終影響企業的（de）經濟（jì）收益。基於此，該文對數控車床技術、影響（xiǎng）數控車床加工精度要素、優化數控車床加工精度的方法（fǎ）進行了（le）探討，旨在提升數控車床技術加工精度工藝，為製造業的發展添磚加瓦。

關鍵詞：數控車床技術加工精度工藝優化思考

製造業的重（chóng）點在於“製”和“造”，而數控技術的發展（zhǎn）成熟就意味著製造業（yè）的發展壯大，目前，衡量國家製造業水平發展的一個重要指標就是數控技術的升級（jí）使用以及數控設備的生產製造。因此，數（shù）控車床技術加工精度工藝（yì）提升對製造業發展至關重要。

1 、數控車床的綜合論述

1.1 數控車床的定義

數控車床是電子設備和（hé）車床的集合體，數控指通過對計算機等電子設備輸入數字等指令從而對車床設備進行控製。數（shù）控車床是（shì）目前我國製造業（yè）應用（yòng）最廣泛的加工器械，約占我國機床總（zǒng）數的1/4，並且占（zhàn）比呈現逐年上升的趨勢。數控機床泛（fàn）指一切金屬切削設備，車床則（zé）是進（jìn）行金屬切削（xuē）加工過程的設備，可以看出，數控車床是數控機床的基礎類型，是數控機床中不可分割的一環，它（tā）的重要性一直（zhí）受到世界範圍內的關注。在實際施工環（huán）境中，車床被廣泛應用於精確體積不大的零件的精確加工，例如軸承零部件、鑽（zuàn）孔、盤、套等（děng）具有回轉表麵的零件。

1.2 數控車床的加工原理

車床是金屬進行加工的機床（chuáng），數控車床引入了信息（xī）化的操作方式，在數控裝（zhuāng）置內部有可輸入和處理指令的電子計算機設（shè）備，計算機對操作者（zhě）輸入的數字（zì）、字符編程進行識別處理，識別後（hòu）計算機根（gēn）據操（cāo）作（zuò）人下達的指（zhǐ）令通（tōng）過伺服係統、可編程序（xù）控（kòng）製器給（gěi）機床主（zhǔ）要軸承運作部分指令進行運作，機床主體則在反（fǎn）饋（kuì）裝置（zhì）的幫助（zhù）下（xià），依據之前的指令（lìng），對需要（yào）加工（gōng）的零件選擇對應（yīng）的加工動（dòng）作進行（háng）操作，負責切割的機械需要（yào）足夠智能，可以（yǐ）自（zì）動控製工件的加工進給速度、運動軌跡、前設計要求，實現對工件的數字加工。在數控車床加工零（líng）件的過程（chéng）中，確認加工工藝的具體步驟和加工程（chéng）序的編製，是決定零件加工質量最重要的一環。

1.3 數控車床技術在製造業（yè）中的意義

數控（kòng）技術的發展是一個國家製造（zào）業發展水平的重要衡量（liàng）標準之一，它可（kě）以保證流水化作業（yè），提升零件精度（dù），有效節約製（zhì）造成本，在我國製造行業被普遍運用。而隨著我國數控技術的不斷發展，數控車床的應用越來越廣泛，日常到一顆螺母，精細到精密儀器的製造，數控車床（chuáng）技術已經成為我國現代製造行業（yè）不可（kě）分（fèn）割的一部分（fèn），並且發展前景十分廣闊。數（shù）控車床技術的發展將對我國居民生（shēng）產生活帶來更多便利，因此（cǐ），市場對車床數控技術精（jīng）度的要求也在不斷升高，如何有效保證機械製造水平，保證車床技術加工工（gōng）藝（yì）的精度，是當前製造業普遍在意（yì）的（de）問題，研究車床技術加工精度工藝優化具有重（chóng）大的現（xiàn）實意義。

2 、影響數控車床加（jiā）工（gōng）精度的重要因素

2.1 數控車（chē）床加工常見的精度欠缺現象

數控車床，分為兩個部分：一是數控係統，二是車床係統，因此，車床數控係統的精度可（kě）以分成（chéng）數控（kòng）係（xì）統的控製精度（dù）和車（chē）床自身的機械精度。數控（kòng）車床係統是當前機械加工企業重要的生產（chǎn）工（gōng）具，因此，數控車床的精度直接影響到企業產品的質量（liàng），質量是企業立足（zú）之本，如果企業數控車床係統加工（gōng）精度不夠，會直接影響（xiǎng）企業的經濟（jì）效益和社會聲譽，所以，企業在實際施工中，一定（dìng）秉持對加工精度高標準高（gāo）要求的工作原則（zé），全麵分析影響車床加工精度的影響要素（sù），保證車床的加工精度，要對（duì）數控車床係統的機械精（jīng）度、零件的材料、伺服（fú）係統的誤差及抑製、機床夾具的（de）製造等多要素進行考察，分析精度不達標（biāo）的原因，采取一係列切實可行有效（xiào）的措施降低加工誤差，保證數控車床的加工精（jīng）度，精進加工車床的製作工藝，保證企業的產能和（hé）生（shēng）產質量，完成企業經濟效（xiào）益和社會效益的統一。

2.2 伺服（fú）係統誤差

伺服係統是數控車床實際操作中（zhōng）常見的重要係統，它是數控車床（chuáng）不（bú）可分割的一部分，其對數控車床的重要性不言而喻，因此，操作人員在實際操作中（zhōng）一定（dìng）保證伺服係統的順（shùn）利運行。伺服係統的運行原理是驅動機床的部件（jiàn）將其轉變為零件（jiàn），在這樣的（de）條件下對（duì）產品進行加工操作。而在伺服係統運行中，電機驅動絲杠是（shì）其順利運行最為重（chóng）要的一環，可以說，絲杠的傳動（dòng）精度直接決定伺（sì）服係統的控製精確程（chéng）度。而在實際（jì）加工過程（chéng）中，伺服係統在數控車床加工中一般以閉環的形式存在，閉環伺服係統與絲杠間的（de）工作原理（lǐ）是，操作人員輸入數字指令，伺服係（xì）統將指令傳遞給絲杠，絲杠對指（zhǐ）令進行反向（xiàng）運轉，在絲杠反向運轉的過程中，絲（sī）杠由於機械的特性，會出現短暫的空轉現象，如果不能合理把控，就會出現反向的間隙誤（wù）差，進而影響數控車床的加工精度。

3 、數控車床加工精度的工藝優化措（cuò）施

3.1 挑選符合加工需求（qiú）的刀具材料和刀具角度（dù）

切削用具的選（xuǎn）擇是影響（xiǎng）數控車床加工精度的重要因素，切削產（chǎn）品的刀具材料剛度不夠，或者刀具的角度不符合加工需求，都會直接而影響加工精度。在實際加工（gōng）中，數控車床往往需要配備一整套的標準係列的刀具，刀具（jù）的種類繁多，不同刀具針對加工需求不同，且不同刀具的（de）加（jiā）工性能各不相同，刀（dāo）具（jù）挑選重點在兩個方麵：一是刀具（jù）的材料，二是刀具的角度。道具的材料需要根據（jù）加工需求選擇，例如螺（luó）旋車刀的材質一般是高速鋼，因為高速鋼的材料韌性（xìng）和強度更好，而加工過程沒有劇（jù）烈震（zhèn）動和強悍衝擊力時，但是需要快速切割，這時耐熱性、耐磨（mó）性和硬度較高的硬質（zhì）合金就是合適的選擇。車床的組裝人員在對車床配備的車刀進行挑選時，一定要遵循實用性的（de）原則（zé），選擇適合的材料，同時要熟知需要（yào）加工的產（chǎn）品，根據零件的加工需求選擇幾何角度適合的車刀。

3.2 選擇適合（hé）加工（gōng）工件的（de）夾裝方式

在實際（jì）工（gōng）作中，數控車床在使（shǐ）用時，夾裝方式是相同的，無論是夾裝工件還是普通的工件，都不是采用固（gù）定的單一的夾裝方式，組合夾（jiá）裝方法是數（shù）控車床加工工件夾裝的常見方式。這種工件夾裝的原（yuán）理是結合各種夾裝方式，科學（xué）決定定位基準，有（yǒu）效防（fáng）止工件的夾裝失誤、重複夾裝等（děng）。此外，在數控車床安裝夾裝組件時，一（yī）定要根據需要加工零件的要求合理選擇（zé）夾裝組合方式，提升（shēng）工件的夾裝（zhuāng）效率和夾裝（zhuāng）效果，保證加工零（líng）件的質量和（hé）速度，有效提升數控車床的加工精度，提升零件的品質，保證企業經濟效益，推動數控製（zhì）造行業的（de）發展。

3.3 選擇符合加工需求的削切用量和削切液

數控車床（chuáng）是負責產品切削過程的器械，因此，對產品切削過程的控製（zhì）會直（zhí）接影響數控車（chē）床的（de）精度，產品切削過程中，背吃刀量、切割刀切削速度、進給距離（lí）等都是切削用量的不（bú）可忽視的一環。所以（yǐ），為了（le）有效提升數（shù）控車床的加工精度，應該靈活，根據（jù）加工零件的（de）特點選擇對應的加工方式。舉個（gè）例子（zǐ），如果粗加工的車床，那麽重點就（jiù）是零件的加工效率，可以選擇背吃刀量、主軸切削速度和進給速度相（xiàng）對較大的，這樣可以有效（xiào）提升加工速度，保（bǎo）證零件的原始雛形，方便（biàn）後續（xù）精（jīng）加工。與粗加工相對應的（de）精加工時，準確（què）度和精度就（jiù）更為重（chóng）要，這時背吃刀（dāo）量的選擇需要結合加工零件（jiàn）的特點和預（yù）留精車餘（yú）量安排，刀削速度優先選擇（zé）較高的，減少加工誤差。值得一提的是，切削過程是刀具與（yǔ）金屬胚打磨加工的過程，在這個過程中，車床會釋放出大量的摩擦熱量，刀具和（hé）工件的接觸處由於高強度的摩擦和高溫往往會發生變形（xíng），不利於加工精度的提升，因此，數控車床在加工中需要采取有效方式降低（dī）加工環境（jìng）的（de）溫度並減少摩擦，可以使用具有良好清洗作用和降溫效果的乳化液，保證刀具不變形。數控車床的（de）切削用量和切削（xuē）液的使用時數控車（chē）床精度提升重要的一環，操作人員在施工中，需要注意（yì）挑選，選擇最適合的方式（shì）加工，保（bǎo）證加工速度、精度和（hé）質量。

3.4 采用誤差防止法

誤（wù）差（chà）防止法是數控車床加工過程中提升加工精度減少（shǎo）誤差的常見預防方法，它的原理是在數控車床處於設（shè）計生產的狀態時（shí），明確車床相關器械的加工精度，提升它的加工（gōng）精度，找到潛在的誤差威脅，及時消除它。誤差防（fáng）止法可以有效把控數控車床整體的加工精（jīng）度（dù），減（jiǎn）少加（jiā）工誤差，但是使用成本偏高，且靈活性較低，不適合提高組裝好已經投入使用的數控車床，適（shì）合生產前的環節，操作（zuò）人員（yuán）可（kě）以施工中合理采用誤差防止法，方便後續對數控車床精度的整體把控。

3.5 采用誤差補（bǔ）償法

誤差補償法是（shì）數控車（chē）床加工過程中被廣泛應用的修補誤差方法，它借助數係統的補償功能對已有的坐標軸進行誤差修正。誤差補償（cháng）法是提升數控車床加工精度的（de）重要方式之一，其原理是借助增強數控係統的補（bǔ）償功能來減少數（shù）控車床坐標軸誤差（chà）的現象（xiàng），從而（ér）有效提（tí）升數控車床的精度（dù）。誤差補償法（fǎ）可以有效彌補因為（wéi）本身機械精度水（shuǐ）平（píng）不夠無法生產出精度適合產（chǎn）品的機械（xiè）車床，通過對誤（wù）差補償（cháng）法的（de）應用，機械（xiè）車床可以生產出精度較高的複雜產品。而誤差補償法可以通過軟件和硬（yìng）件聯（lián）合實現，軟件處理是借助編程法實（shí）現插補加工操作，從而滿足零件間距要求（qiú），達（dá）到生產更高精度零（líng）件的目的（de）。硬件法主要用於修複半閉環（huán）式伺服係統的（de）反（fǎn）向偏差，操作人員通（tōng）過使用誤差補償（cháng）法，減少因（yīn）為電（diàn）動驅動絲杠對伺（sì）服係統造成的反向偏差（chà），減少零件加工中出現的誤差。適當使用誤差補償法，可以有效提升加工零件的精確度，改善車床設備的弊端，是提升數控車床（chuáng）加工精度的有效方法。

4、結（jié）語

綜上所述，數控車床（chuáng）技術優勢顯著，目前已（yǐ）經成為我國製（zhì）造業（yè）重要的一環，我國對數控車床技術加工精（jīng）度的要求也越來越高，企業必須提升數控車床的加（jiā）工精度，優化製造工藝，選擇（zé）合適的刀具（jù）和角度、改進誤差、把控好切削用量等，盡可減少誤差，保證企（qǐ）業的經濟效益，促進製造業的發展（zhǎn）。

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