數控車床加（jiā）工精（jīng）度的（de）影響因素及提高方法分析-數控（kòng）機床市場網

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數控車床加（jiā）工（gōng）精度的影響因素及提高方法分析（xī）

2022-7-5 來源：江蘇財（cái）經（jīng）職業（yè）技術學院作者：馮鋒

摘要：在我國，數控車床的使用率極高，且對加工精度的要求也非常高。數控車床是我國機（jī）械製（zhì）造（zào）行業中比較具有代表性的應用產品。然而，在數控（kòng）車床的工（gōng）件加工使（shǐ）用過程中，受多種因素的影響，其生產的效率和（hé）加工（gōng）的質量方麵出現了各種問題。本文以數（shù）控機床為基礎，首先分析了（le）影響其加工精度的潛在原因，然後針對性的探討了提高數控車床精（jīng）度的有效（xiào）技術措施。希望這些措施的應用（yòng），能夠（gòu）為相關工件加工質量的提高作出有價值的貢獻，同時也能夠更好的促進我國機械加工行業的長遠發展。

關鍵詞：數控車床；工件；加工精度；影響因素；提高方法（fǎ）

0 引言

目（mù）前，在當代（dài）機械（xiè）工業生（shēng）產中，數控車床（chuáng）工藝因其表現出眾而獲得了廣大用戶的認（rèn）可。與此同時，用戶（hù）的需求日益提高，對工件的加工精度（dù）要求也越來越高。尤其是近幾年科技興起（qǐ）後，帶動了高精密儀器製造技術的大量工業化生產，也引發了大量的數控車床加工誤差（chà）問題。這些問題的出現，向數控車床（chuáng）技術的應（yīng）用發出了更大的挑戰。

在（zài）機械生產中不可避免的問題是誤差，而誤差的有效解決（或減小）是數控加工的重點技術工作之（zhī）一。因為數（shù）控加（jiā）工過程中的很（hěn）多因素都能夠引起誤差，直接影（yǐng）響到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（xiào）分析的同時，采取一定的措施（shī）來控製誤差，從而提高數控車床工件的加工精度。

1 、數控車床概念簡述

1.1 數控車床常見分類（lèi）及結構

市場經濟的興起帶動（dòng）數控（kòng）車床加工技術的（de）廣泛應用，該技術按照控製原理的不同可（kě）以（yǐ）分為 3 大類，分別為：①普通數（shù）控車床加工；②點位控製數控（kòng）車床（chuáng）加工；③其他數控車床加工。

在具體的機械加工（gōng）應用中，數控（kòng）加工技術一般用於複雜的、高質量要求的成型設計（jì），該技術能夠實現用戶對（duì）高（gāo）標準工件的（de）加工要求。一般的數（shù）控車床由以下幾部分組成，分別（bié）為：

①車床控製（zhì）係統，也稱之（zhī）為配置加工機器，主要用來控（kòng）製車床；

②車床伺服驅動係統，主要完成驅（qū）動（dòng）工作，數控機床通過工人控製完成工件製作的驅動操作；

③輔（fǔ）助加工係統，為數控支撐加工提供數學計算、繪圖等輔助功能；

④車床數控編程係統，用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（gōng）件的自動化（huà）加工。

1.2 性能指標及特點

數控車（chē）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（tè）有的性能指標能夠讓（ràng）工件實現自動（半自動）化處理加工，從而有效提高工（gōng）件的加工（gōng）效率。同時，因為自動化（huà）技術的應用（yòng），使得數控車床的內部體係結構更（gèng）為複雜，一旦（dàn）出現問題，維修和維護的困難係數都偏高，需要由專業人員進行相關操作。

數控車（chē）床的控製是通（tōng）過數控編程來完成的（de），編程係統能夠設定具（jù）體的車床加工工（gōng）作步驟，是數控車床的（de）關鍵性特征之一。

數控編程技術采用（yòng）伺服係統（tǒng）（多為機器語言）語言裝置進行工件驅動工作，由（yóu）工人根據車床係統的提示信息進行操作與（yǔ）加工，使工人（rén）從繁重（chóng）的手工勞動中解放出來，大大提高了加工的效率與質量的同時，也簡化了工作人員的工作內容與強度。

但是，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（le）許多。越是精（jīng）度係數和質量要求高的工件，其（qí）加工過程中使用的數控車床應用（yòng）係統就越複雜（zá），對技術人員和操作人員的專業性要求也就越強。簡單來說，工件質量和數控加工成（chéng）本是成正比的。

2 、影響數控車（chē）床精（jīng）度的因素

人們對生活需求的提高，使得（dé）機（jī）械工業對工件或是工藝品的需求變高。各行各業的發展過（guò）程中，都（dōu）離不（bú）開零部件的使用與更新。在實（shí）際應用過程中，數控車床采用數字及文（wén）字來控製零部件的精密加工，在有效降低（dī）手工製造出現的誤差和（hé）失誤（wù）的負麵影響下，能夠減（jiǎn）少誤差係數，加大產品的加工精度。數控車（chē）床（chuáng）的（de）具體操作步驟如圖 1 所示。

圖 1 數控車床（chuáng）的操作步驟

但對於某類單一小批量工件的（半自動（dòng）化）自動化加（jiā）工，因為其（qí）工件形狀複雜、精（jīng）度係數要求高，使得加工效果不理想，在精度及工藝方麵（miàn）還有很大的（de）提升空間。影響數控車床加工精度的主要因素有以下幾點（diǎn）：

2.1 伺服（fú）因素的影響

伺服（fú）係統在數控車床加工操作（zuò）中，主要承（chéng）擔數控車床穩定運轉操作的工作，在該係統的（de）運作下，數控車床提供機械動力，並發揮協調控製功能。操作過程（chéng）中，如果操作（zuò）人員驅動係統（tǒng）時出現速度誤差，就會引起傳動誤差和其他一係列問題，導致加（jiā）工（gōng）精度產（chǎn）生誤差，影（yǐng）響最終的工件質（zhì）量。

2.2 導（dǎo）軌誤差的影響

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

2.3 刀具參數的影響

數控車（chē）床加（jiā）工（gōng）任（rèn）何部件都離（lí）不開車刀，但在車刀進行切削時，很多隨機問題會產生。如：

①車（chē）刀主偏角問題，當主偏角位置偏移或是主偏角偏小，都會直接影響加工（gōng）工件的精度係數。②刀尖外削問題（tí），當對工件進行外圓車削時，對刀具有更高的要求；一旦圓弧車刀有細微偏差，都會（huì）直接影響工件的加工精度係數。對車削程序進行合理的（de）編寫，並認真分析刀具軸（zhóu）線的偏差進而修正刀具的位置。數控車床的車刀的刀尖存在圓弧半徑，還存在主（zhǔ）偏角和工件（jiàn）之間高度差的問題，也會（huì）對數控車床的加工精（jīng）度造成一定的影響。基於此，加工工件過（guò）程中必須對刀（dāo）具的相關參數（shù）進行綜合參考，在編程時把誤（wù）差問（wèn）題考慮到其中，從參（cān）數（shù）因素上減小潛在誤差的發生

。

2.4 逼近誤差和圓整誤差的（de）影響

所謂逼近誤差，指（zhǐ）的是機械控件編程時，采用（yòng）數學近似算法，經過精確值的（de）控製來逼近零件（jiàn）的基礎誤差，一旦精確值過低，則會影響工件的精度。所謂圓整誤差，指的是在經（jīng）濟型步進電機數控車床加工中，通過（guò）步進（jìn）脈（mò）衝有效（xiào）控製加工零部件的直線位移量，其中脈（mò）衝當（dāng）量是產品規格的最小單（dān）位，直接影響數（shù）控車床工件的加工精度。

當數控車床工件處於（yú）工作狀態時，當（dāng）操作到圓整脈衝當量值時，就會無法避免的（de）產生圓整誤差。該誤差量直接影響加工部件的尺寸和規（guī）格。

3 、應對策略的探討

影響數控車床加工精度的因素有很多，但（dàn）是在數控車床加工過程中，不能被這（zhè）些影響因素所左右，逆來順受。必須要找出相應的應對策略，針對可能出現的因素進（jìn）行應對處理，從而更有效的降低誤（wù）差值，提高工件生產的精度。

3.1 伺服偏（piān）差的（de）控製

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

3.2 數控（kòng）車床性能控製

機（jī）械技（jì）術的迅（xùn）速發展，給數控車床帶（dài）來了非常大的影響，近年來數控車床的加工質量及效益都得到了明顯的（de）提升。同時（shí），數控車床（chuáng）的（de）性能問題也得到了（le）越來越多（duō）專業人士的關注。如何能夠有（yǒu）效提高數（shù）控車床的性能，成（chéng）為專家們日常探討的問（wèn）題（tí）之一。通常來說，出於提高車床的自（zì）身能方麵考慮，可以采用斜床（chuáng）造型來有效提高其抗彎（wān）扭能力（lì）。

采（cǎi）用的標準化係數高（gāo）的車刀刀具（jù）進行切割，並且為車床配備自動換刀功能，能（néng）夠有效的優化車削效果，提高零部件的車（chē）削精度水平（píng）。以數控車床某軸類零件的具體加工為例，在零件進行粗加工之前，預留 1mm 刀（dāo）補控製。然後，采取 2 次車床車削加工處理，第一次徑向（xiàng）進給量設置0.5mm，進行一次細加（jiā）工，一次細加工完成後，還有 0.5mm的（de）刀補，此時即可進行二次深加工，從而有效提高產品的精度（dù）。

經過實踐操作表明，從粗加工到（dào）一次細加工、二次細加工，通（tōng）過三次加工的方式（shì），能夠有效控（kòng）製軸類工件的精度（dù）誤差。

3.3 誤差補償（cháng）控製

在進行數（shù）控加工時，考慮到逼近誤差對產品誤差率的影響，通過對控製係統進行升級，采用數學計算（suàn）公式及原理勾勒工件廓形（xíng），提高精（jīng）度係數，減少逼近誤差，從而保障工件在（zài）進（jìn）行不規則加工處理（lǐ）時，提高工件的質量（liàng）和精度係數。對圓整誤差的控製，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（zhōng）的（de）不確定因素影響（xiǎng）。

針對（duì）需（xū）要重複定（dìng）位的工件或（huò）工藝，需要在數控加工之前，進行（háng）有效（xiào）的測量誤差測算，盡量降低測（cè）量誤差，從而為深度精細加工提（tí）供更準（zhǔn）確的計算（suàn）量，方便後期對工件誤差精度範（fàn）圍的掌控，有效提高元件生產效率及精度

。

3.4 車床的維（wéi）修（xiū）與維護

數控車床對加工精（jīng）度的要（yào）求極高，所以在工作（zuò）過程中要做到對車床進行實時監控，一旦出現故障（zhàng）提示必須馬上進行處理（lǐ），調整並優（yōu）化加工相關工作數據的安全係（xì）數，並根據反（fǎn）饋的錯（cuò）誤信息，進行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車床導軌的耐用性能，減少因導軌物理因素引起的誤差。

同時也（yě）可以在係（xì）統的維（wéi）護過程中，提（tí）高車床的測量（liàng）加工定位精度，減小切（qiē）削精度對工件（jiàn）質量（liàng）的一係列影響。

4 、結束語

數控車床在進行工件加工過程中，影響加（jiā）工精度的原因種類有多種，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（jù）體原因進行分析，並以數控車床為基礎，采用（yòng）伺服偏差控製、性能控（kòng）製及誤差補償控製等方（fāng）式來完善工件的加工質量，同時定時對車床進行維修與（yǔ）維護，排除潛在問題危機的影響，提高數控車床的整體性能和精度比，從而有效保障（zhàng）機械工件的加工精度和質量，促進我國數控車床技術發展水平的進一步提高。

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