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

       關鍵（jiàn）詞：數（shù）控車床；切削；平穩性

       近（jìn）年來數控車床（chuáng）在我國得到了快速（sù）發展和（hé）普及，數控車床較普通車床在加工效率、加工精度（dù）等方麵都有了很大（dà）的提高，並且保證（zhèng）了零件加工質量的一（yī）致性。數控車床切削運動平穩（wěn）性是進給係統中影響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（hé）心組（zǔ）成部分，數控車床切（qiē）削運動平穩性也就會影響整體的零件加工質量。本文通過對（duì）影響數控車床切削運動平穩性因素的分析，旨（zhǐ）在提出提高數控車床切削（xuē）運動（dòng）平穩性（xìng）的措施。

      1 、數控車床切削運動平穩性概述

      數控車床切削（xuē）運動平穩（wěn）性主要是（shì）指數控車床在加工零件的（de）進給過程（chéng）中所表現出的整體（tǐ）平穩性（xìng）能，如合理控（kòng）製進給量、切削均勻等等。數控車床的核心（xīn）組成部分是進給係統，也是有別於普通車（chē）床的重（chóng）要特點，通過數控程序替代（dài）了操作人員控製車床的進給運動，從而也避免（miǎn）了操作（zuò）人員在進給運動中對於平穩性（xìng）的影響（xiǎng）。但是並不（bú）意（yì）味著數控車床在切削運
動平穩性方麵（miàn）完全滿足了需求，事實上，由於螺（luó）距等影響因素，依然使（shǐ）得數控車床在切（qiē）削運動中存在著一定的平（píng）穩性問題[1]。首先，從（cóng）切削力來看，數控車床的刀架處於X 軸，X 軸的切削力影響著進給量，同時（shí）主軸的旋轉速度和Z 軸的進給速度也會影響著進給量。數控車床（chuáng）的（de）進給（gěi）係統主要控製的進給量為X 軸和（hé）Z 軸，在這兩個方向上（shàng）的切削運動平穩（wěn）性主要是由進給（gěi）係統本（běn）身的合（hé）理性影響的。而在（zài）主軸箱方麵，數控（kòng）車床同普通車床一樣，其切削運（yùn）動平穩性也來自於主軸箱的影響。在操作人員方（fāng）麵，雖（suī）然數控車床有數控程序控製的自動化進給係統代替（tì）了（le）傳統的人（rén）工操作，在一定程度上使得進給量更加均勻，提高了切削運動平穩性。但是（shì）操作人員在編程和操作方麵也會（huì）對切削平穩性產（chǎn）生一定的影響，如程序的合理性、零件的裝（zhuāng）夾、對刀準（zhǔn）確性（xìng）等等。

       2、 數控車床切削運動平穩（wěn）性影響因素

       2.1 主（zhǔ）軸箱平穩性
 

       在（zài）主軸（zhóu）箱平穩性對於數控車床切削運動平穩（wěn）性（xìng）影響因素方麵，事實上數控車床的作用機理同（tóng）普通（tōng）車床並無二致。數控車床同普通車床一樣，依賴主軸的旋轉進行零件加（jiā）工，主軸的轉速直（zhí）接影響到進給量，同時主軸旋轉的平穩（wěn）性也就影響（xiǎng）到了切削運（yùn）動（dòng）的（de）平穩性。實際加工（gōng）生產中，切削運動的平穩（wěn）性一般被視為進給控製是（shì）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，這本身是數控車床的一個重要性能[2]。主軸（zhóu）箱平穩性也反映出了數控車床在製造過程中的精（jīng）度，例如主軸箱中的主軸和相（xiàng）關（guān）配件如果製（zhì）造精（jīng）度不佳，存在較大的配合間隙，那麽就（jiù）會影響到主軸箱的平穩性。同時，電機扭矩也是影響（xiǎng）主軸平穩性的一個重要因素，主動電機在帶動主軸旋轉的過程中（zhōng），電機（jī）扭矩會影響到切削運動中的（de）進給量，並（bìng）且也會影響到切削（xuē）力。由此可見，主軸箱平穩性的影響因素主要在於兩方（fāng）麵，分別是主軸箱的製造精度和相關零部件的質量，另一方麵（miàn）則在於電機扭矩（jǔ）的（de）選（xuǎn）擇，在這一方麵，我國也有著相關的（de）技術標準。

       2.2 進給係統

       進給係統是數控機床有別於普通機床的重要特點之一，也是整個數控係統（tǒng）的核心組成部分（fèn），在（zài）切削（xuē）運動中直接控（kòng）製（zhì）進給量（liàng）。數控車床的進給係統所控製的（de）進給方向為兩個，分別是X 軸和Z 軸，為了保證切削運動的平（píng）穩性，一般要求進給係統應當均勻進給，並且在高速進給（gěi）係統和低速（sù）進給係統方麵也有著相應的不同。進給係統（tǒng）中對於切削（xuē）運動平（píng）穩性的影（yǐng）響因素有很多，如傳動副的摩擦（cā）力、傳統係統剛度、傳動（dòng）比、傳動間隙等（děng）等。在進給係統設計中，為了提高數控車床切削運動的平穩性，需要對於影響切削運動（dòng）平穩性的（de）這些因素進（jìn）行相應的控製。但（dàn）是其中的一些影（yǐng）響（xiǎng）因素是無法完全消除的，比（bǐ）如傳動副摩擦力、傳動間隙等等。傳動間隙是進給係（xì）統中必然存（cún）在的，傳動間隙不但影響著切削運動的平穩性，還會影響到數控（kòng）車床的使用壽命。因而傳動（dòng）間隙的控製並不是越小越好，而是應當控製在（zài）一個合理的範圍內，從提高切削運動平穩性的角度來說，便是在保證（zhèng）數控車床進（jìn）給係統正常運行和正常壽命的情況下，最大程度的（de）降低傳動間隙。

       2.3 編程操作

       編程操作主（zhǔ）要是數控車床實際加工操作中，操作人員對於切削運（yùn）動平穩性的一種影響因素。數控車床通過應用自動化、智能化（huà）的數（shù）控進給係統，在進給量控製方麵已經最大程度的消除了操作人（rén）員影響因素，車削過程中（zhōng）的運動平穩性已經不再過於依賴操作人員的技能（néng）熟練程度（dù）和個人經驗，並（bìng）且也提高了車削精度。但是同樣應當看到，數控進給係統的應用並不意味（wèi）著完全消除了操作人員影響因素，雖然在車削過程中降低（dī）了人員影響，但是（shì）在車削開始前的一些環（huán）節中，操作人（rén）員仍是非常重要（yào）的一（yī）個影響（xiǎng）因素。主要表現在操作人員所進的編程操作合理性，例（lì）如（rú）所設計的程序是否合理（lǐ），進刀路（lù）徑、進刀量、退刀（dāo）路（lù）徑、換刀等等，都會影響到切削運動（dòng）平穩性[3]。特（tè）別是在一些較為複雜的零（líng）件加工中，編程是否（fǒu）合理、準確，在進給量（liàng）和加（jiā）工效率的平衡方麵，會對切削運動平穩性產生更（gèng）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，同樣會對車削運動平穩性產生一定的影響。

      3、 提高數（shù）控車床切（qiē）削運動（dòng）平穩性的措施

      3.1 提（tí）高主軸箱平穩性

      首先，在提高數（shù）控車床切削運動（dòng）平（píng）穩性方麵，應當提高主軸箱平穩性，我國部分數控車床由於製造精度不高，主軸箱平（píng）穩性較差，主軸和相關零部件的製造精度較低，配合間隙較大，嚴重影響了數控車床切削運動平（píng）穩性。因而提高主軸箱平穩性，應當在數控車床的製造過程中，製定更加嚴格的標準，提高主軸和相關零部件的製造（zào）精度，降低配合間隙。在材料選擇方麵也應當更加合理，增強主軸箱的耐磨性，降低數控車床使用過程中所產生（shēng）的損耗。同時，在數控車床的使用過程中，也應當做好相關的維（wéi）護保養工作，特別是在主軸箱方麵的維護保養。定期對主軸箱進行檢修，如果發現主軸箱存在配合間隙和旋轉不穩的（de）情況，應（yīng）當（dāng）及時進行維修或（huò）者更換，防止由於主軸箱不穩定造成零件加工故障。在主動電機（jī）選（xuǎn）擇方麵，對於扭（niǔ）矩的選擇應當符合相關標準，一般而言，為了提（tí）高切削運動的平穩性，應當對（duì）於電機扭矩進行嚴格的控製，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（yào）從以下幾個方麵入手。選擇摩擦（cā）力較低的傳動副，雖然傳（chuán）動副摩擦無法完全消除，但是應當（dāng）盡量控製傳動副摩擦，防止在進給運動（dòng）中出現由傳動副摩擦造成的加工精度影響問題。應（yīng）當適當提（tí）高傳動係統的剛度，可以縮短傳動鏈（liàn），在（zài）車削過程中，有助於實現更加精確、均勻（yún）的進給。在（zài）合理的範圍（wéi）內，應當盡（jìn）力消除傳動間隙，傳動間隙會對切削運動平（píng）穩性（xìng）產生較（jiào）大的（de）影響，消除傳動間隙也需要采用更加精密的零部件。進給係統的動力來源於伺服電機，選擇合理的伺服電機也（yě）是優化進給係統的一個重要方麵，伺服電機的功率、傳動速度等都（dōu）會對切削運（yùn）動平穩性（xìng）產生一（yī）定的影響。在滾珠絲杠副的選（xuǎn）擇方麵（miàn），應當適當（dāng）提高其承載能力，提高滾道硬度和耐磨性，並且要消除雜物對於滾道和絲杠（gàng）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（chē）床切削運動平穩性的一個重（chóng）要方麵，提（tí）高操作人員編程能力並不僅僅是掌握（wò）基（jī）本的編程知識和操作能（néng）力，在此基礎上，應當對於數控車床的編程原理有著更（gèng）深入的了解。數控車床的編程係統所控製的（de）進（jìn）給運動（dòng）為X 軸和Z 軸，另一個控製因素為轉速，這三個要素共同影響著進給量。針對不同的零件，在編程中對於
工序的設計可能並不一致，外圓切（qiē）削、內圓切削（xuē）、外麵切削（xuē）、倒角、打眼等各個工（gōng）序環節（jiē）的安排設計雖（suī）然有著一般性的規律，但是在實際編程操作中（zhōng）需要針（zhēn）對具體的零件加工情況進行改變。因而提高操作人（rén）員的編程能力，也就應（yīng）當注重培養操作人員獨立的工序設計能力，能夠針對零件（jiàn）的加工要求，設計合理的加工（gōng）工序，並且進行編程。在進給量控（kòng）製（zhì）方麵，一方麵應當保證切削運動平穩性，保證零件加工質（zhì）量，另（lìng）一方麵（miàn）也需要提高加工效率。需要編程操作人員（yuán）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（hǎo）的平衡。
 

      4 、結（jié）束語

     數控車床目前在我國機械加工領（lǐng）域已經得到了廣泛的應用，數控車（chē）床在（zài）加工效率、加工精度等方麵都有了很大的提高。數（shù）控車床切削運動中的平（píng）穩性同（tóng）普通車床相比，既有（yǒu）相（xiàng）同點也有不同點，整體而言，其切削運動平穩性的主（zhǔ）要影響因（yīn）素有主軸箱平穩（wěn）性、進（jìn）給係統，以及操作人員的編（biān）程操（cāo）作。為了提高生產效率（lǜ）和零件加工（gōng）精度和加工質量（liàng），應當提高（gāo）
主軸箱平穩性，優化進給係統並且提高（gāo）操作人員的編程能力，以此提高數（shù）控車床切削運動平穩性。