摘要：在數控車床切削加工中，運動平穩性是影響零件加工質量的一個（gè）重要因素，也是評價數控車床性能的一個重要指標，提高數（shù）控車床切削運動的平（píng）穩性，是進給係統設計優（yōu）化的關（guān）鍵點之一。闡述了數控車床切削運動平穩性的概念和作用，分析了影響數控車床切削運動平穩性的因素，並且提出相應的優化措施。

       關鍵（jiàn）詞（cí）：數控車（chē）床；切（qiē）削；平穩性

       近年來數控（kòng）車床在我國得到了快速發展和普及，數控車床較普通車床在加工（gōng）效（xiào）率、加工精度等方麵都（dōu）有了很大的提（tí）高，並且保證了零件加工質量的一致性。數控車（chē）床切削運動平穩性（xìng）是進給係統中影響（xiǎng）加工質量的一個重要因素，而進給係統作為數控車床中的核心組成部分，數（shù）控車床切削運動平穩（wěn）性也就會影響整體的零件加工質量。本文通過對影響數控車床切削運動平穩性因素的分析，旨在提出提高數（shù）控車床切削運動平穩性的措施。

      1 、數（shù）控車床（chuáng）切削運動平穩性概述

      數控車床切削運動平穩性主要是指數控車床在加工零（líng）件的進給過程中所表現出的整體平穩性能，如合理控製進給量、切削均勻等等。數控車床的核心組成部分是進給係統，也是有別於普通車床的重要特點，通（tōng）過數控程序替代了操作人員控製車床的進給運動，從而也避免了操（cāo）作人員在進給運動中對（duì）於平穩性的影響。但是並不意味著數控車床在切削運
動平穩性方麵完全滿足了需求，事（shì）實上，由於螺距等影響因（yīn）素，依然使得數控車床在切削運動中存在著一定的平穩性問題[1]。首先，從切削力來看，數控車床的刀（dāo）架處於（yú）X 軸，X 軸的切（qiē）削（xuē）力影響著進給（gěi）量，同時主軸的旋轉（zhuǎn）速度和Z 軸的進給速度也會影響著進給量（liàng）。數控車床的進給係統主要控製的進給量為X 軸和Z 軸，在這兩個方向上的切削運動平（píng）穩性主要是由進給係統本身的合理性影響的。而在主軸箱（xiāng）方麵（miàn），數控車床同（tóng）普通車床一樣，其切削運動平穩性（xìng）也來（lái）自於主軸箱的影響。在操作（zuò）人員方麵，雖然數控車床有數控程序控製的自動化進給係統代替了（le）傳統的人工操作，在一定程度上使得進給量更加均勻，提高了切削運動平（píng）穩性。但（dàn）是操作人員在編程和操作（zuò）方麵也會對切削平穩（wěn）性產生一定的影響，如程（chéng）序的合理性、零件的裝夾（jiá）、對刀（dāo）準確性等等。

       2、 數控車床切（qiē）削運動平穩性影響因素

       2.1 主軸箱平穩性
 

       在主軸箱平穩性對（duì）於數控車床切削運動平穩性影響因素（sù）方麵，事實上數（shù）控車床的（de）作用機理同普通車床（chuáng）並無二致。數控車床同普通車床一樣，依賴主軸的旋轉（zhuǎn）進（jìn）行零件加工，主軸的轉速直接（jiē）影響到進給量（liàng），同時主軸旋轉的平穩性也就影響到（dào）了切削運動的平穩性。實際加工生產（chǎn）中，切削運動的平穩性一（yī）般被視為進給控製是否均勻，主軸箱運轉的平穩性也就相應的表現為主軸旋轉的平穩性，這本身是（shì）數控（kòng）車床的一個重要性能（néng）[2]。主軸箱（xiāng）平穩性也反映出了數控車床在製造過程（chéng）中的精度，例如主（zhǔ）軸（zhóu）箱中（zhōng）的（de）主（zhǔ）軸和相關配件如果製造精度不佳，存在較大的配（pèi）合間隙，那麽（me）就（jiù）會影響到主軸箱的平穩性。同時，電（diàn）機扭矩也是影響主軸平穩性的一個重要因（yīn）素，主動電機在帶動主軸旋轉的過程中，電機扭矩會影響到切削運動中的進給量，並且也會影（yǐng）響（xiǎng）到切削力。由此可見，主軸箱平穩（wěn）性的影響因素主要在於兩方麵，分（fèn）別是主（zhǔ）軸箱的製造精度和相關零部件（jiàn）的質量，另一方麵則在（zài）於電機扭矩的選擇，在這一方麵，我國（guó）也有著相關的技術標準。

       2.2 進給係統

       進給（gěi）係統是數（shù）控機床有（yǒu）別於普通機床的（de）重要特點之一，也是整個數控（kòng）係（xì）統的（de）核心組成（chéng）部分，在切削運動中直（zhí）接控製進給量。數控（kòng）車床的進給係統（tǒng）所控（kòng）製的進給方向為兩個，分別是X 軸（zhóu）和Z 軸，為了保證（zhèng）切削（xuē）運動的平穩（wěn）性，一般要求進給係統應當均勻（yún）進給（gěi），並且在高速進給係統和低速進給（gěi）係統方麵也有（yǒu）著相應的不同。進給係統中對於（yú）切削運（yùn）動平穩性的影響因（yīn）素有很多，如傳動副的摩擦（cā）力、傳統係統剛度、傳動比、傳動（dòng）間隙等等（děng）。在進給（gěi）係統設計中，為了（le）提高數控車床（chuáng）切（qiē）削運動的平穩性，需要對於影響切削運動（dòng）平穩性（xìng）的這些因素進行相應的控製。但是其中（zhōng）的一些影響因素是無法完全消除（chú）的，比如傳動副摩擦力、傳動間隙等等。傳動間隙是進給係統中必然存在的，傳動間隙不但影響著（zhe）切削運動的平（píng）穩性，還會影響到（dào）數控車床的使用壽命。因而傳動間隙的控製並不是（shì）越小越好，而是應當控製在一個合理的（de）範圍內，從提高切削運動平穩性的角度來說（shuō），便是（shì）在保（bǎo）證數控車床進給係統正常運行和正常壽命的情況下，最大程度的降低傳動間隙。

       2.3 編程操作

       編程操作主（zhǔ）要（yào）是數控車床實（shí）際（jì）加工操作中，操作人員（yuán）對於切削運動平穩性的一（yī）種影響因素。數控車床通過（guò）應用自動化、智能化的數控進給係統，在進給量控製方麵已經最大程（chéng）度的（de）消除了操作人員影響因素，車削過程中的運動平（píng）穩性已經不再過於依賴操作人員的（de）技能（néng）熟練程度和個人經驗，並且也提高了車（chē）削精度。但是同樣應當看到（dào），數控進給係統的應用並不意味著完全消除了操（cāo）作人員（yuán）影響因素，雖（suī）然在車（chē）削過程中降（jiàng）低了人員影響，但是在車削開始前的一些環節中，操作人員仍是非常（cháng）重要的一個影響因素。主要表現在（zài）操作人員所（suǒ）進的編程操作合理性，例如所設計的程序（xù）是否合理，進刀路徑、進刀量、退刀路徑、換刀等等，都會影響到切削運動平穩性[3]。特別是在（zài）一些較為複雜（zá）的零件加工中，編（biān）程是否合理、準確，在進給量和加工效率的平（píng）衡（héng）方麵，會（huì）對切削運動平穩（wěn）性產生更為顯著的影響。在此之外，操作人員的零件裝夾、對刀等輔助性措施，同樣會（huì）對車削運動平穩性產生一定（dìng）的（de）影響。

      3、 提高數控車床切削運動平穩性的（de）措施

      3.1 提高主軸箱平穩（wěn）性

      首先，在提高數控車床切削運動平穩性方麵，應當（dāng）提高主軸箱平穩性，我國部分數控車床由於製（zhì）造精（jīng）度不高，主軸箱平穩性（xìng）較差，主軸和相關零部件的製造精度較低，配合間隙較大（dà），嚴重影響了數控車床切削運動平穩性。因而提（tí）高主軸箱平（píng）穩性，應當在數控車床的製造過程中，製定更（gèng）加嚴格（gé）的標準（zhǔn），提高主軸和相關零（líng）部件的製造精度，降低配合間隙。在材料選擇方麵也應當更加（jiā）合理，增強主軸箱的耐磨性，降（jiàng）低（dī）數控車床使用過程中所產（chǎn）生（shēng）的損耗。同（tóng）時（shí），在數控車床的使用過程中，也應當做好相關的維護保養工作，特別是在主軸箱方麵的維護保養。定期（qī）對主軸箱進行檢修，如果發（fā）現（xiàn）主軸箱存在配合間隙和旋轉不穩的情況，應當（dāng）及時進行維修（xiū）或者更換，防止由於主軸箱不穩定造成零件加（jiā）工故障。在主動電機選擇方麵，對（duì）於扭矩的（de）選擇應（yīng）當（dāng）符（fú）合相關標準，一般而言，為了提高（gāo）切削運動的平穩性，應（yīng）當對於電機扭矩進（jìn）行（háng）嚴格（gé）的控製，選擇合理扭矩範圍內的電機，特別是電機扭矩與X 軸的配合方麵。

      3.2 優化進給係統
 

      在優化進給係統中，可以主要從（cóng）以下幾個（gè）方麵入手。選擇摩擦力較低的傳動（dòng）副，雖（suī）然傳動副摩擦無法完全消除，但是應當盡量控製傳動副摩擦，防止在進給運動中出現由傳動副摩擦造成的（de）加工精度影響問題。應當適當提高傳動係統的剛度，可以縮短傳動鏈，在車（chē）削（xuē）過程（chéng）中，有助於實現更加精確、均勻的進給。在合理的範圍內（nèi），應當盡力消除傳（chuán）動間隙，傳（chuán）動間隙會對切削運動平穩性產生較大的影響，消除傳動間隙（xì）也需（xū）要采用更加精密的零部（bù）件。進給係統的動力來源於伺服（fú）電機，選（xuǎn）擇合理的伺服電（diàn）機（jī）也是優化進給係統的一個重（chóng）要方麵，伺服電機的功率、傳動速度等都會對切（qiē）削運動平穩性產生一定的影響。在滾珠絲杠副的選擇方麵（miàn），應當適當提高其承載能力，提高滾道硬度和耐磨性，並且要消除雜物對（duì）於滾道和絲杠副的影響。

     3.3 提高操作人員編程能力

     提高操作人員編程能力也是提高數控車床切削運動平穩性的一個重要方麵，提高操作人員編程能（néng）力（lì）並不僅僅是掌（zhǎng）握基本的編程知識和（hé）操作能力（lì），在此基（jī）礎上，應當對於數控車床的編程原理有著更深入（rù）的了解。數控車床的編程係統所控製的進給運動（dòng）為X 軸和Z 軸，另一個（gè）控製因素為轉速，這三個要素共（gòng）同影（yǐng）響著進給量。針（zhēn）對不同的零件，在編程中對於
工序的（de）設計可能並（bìng）不一致，外圓切削、內（nèi）圓切削、外（wài）麵切削、倒角、打眼等各個工序環節的安排設計雖然有著一般性的規律，但是在實際編程操作中需要針對具體的零件加工情況進行（háng）改變。因而（ér）提高操（cāo）作人員的編程能力，也就應當注重培養操作（zuò）人員獨立的工序設計（jì）能力（lì），能（néng）夠針對零件的（de）加工要求，設計合理的加工工序（xù），並且進行編程。在進給量控製方麵，一（yī）方麵應（yīng）當保證切削運（yùn）動平穩性，保證零件加工質量，另一方麵也（yě）需要（yào）提（tí）高加工效率。需要編程操作人員在工序設計、轉速設計、進給量設計與加工效率方麵尋找較好的平衡。
 

      4 、結束語

     數控車床（chuáng）目（mù）前在我國機械（xiè）加工領域已經得到了廣泛（fàn）的應用，數控車床在加工效率、加工精度等方麵都有（yǒu）了很大的提高。數控車床切削運動中的（de）平（píng）穩性同（tóng）普通車床（chuáng）相比（bǐ），既（jì）有（yǒu）相同（tóng）點也有不同點，整（zhěng）體而言，其切削運動平穩性的主要影響因素有主軸箱平穩性、進給係統，以及（jí）操（cāo）作人員的編程（chéng）操作。為了提高（gāo）生產效率和零件加工精度和加工質量，應當提高（gāo）
主軸箱（xiāng）平穩性，優化進給係統並且提高操作人員的編程能力，以（yǐ）此提高數（shù）控車床切削運動平（píng）穩（wěn）性。