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數控車床加工精（jīng）度的影響因素及提高措施

2018-6-25 來源：德州科技職業學院作者：張淑梅（méi）

摘要：工業化改革，促使科學技術不斷提高，由此形成了數控技術。機械（xiè）製造業在（zài）發展過程中，由於獲得了數控技術的支持，並有（yǒu）效結（jié）合數控車床，讓生產效率獲得了極大的提高（gāo）。伴隨數控技術的廣泛（fàn）應用，使（shǐ）高端精密製造（zào）技術得以進步，基於確保生產加工零（líng）件質量的目的，深入（rù）了解數控車床加工精度的影響因素，並製定合理的改進對策顯得非常關鍵。本文通（tōng）過介紹數控車床構成與原理機製（zhì），對數控車床加工精度的影響因素加以分析，並說明了數控車床加（jiā）工（gōng）精度的提升（shēng）對策。此（cǐ）研究以（yǐ）探究數控（kòng）車床加工精度影響因素及提高（gāo）對策為目（mù）的，以便推動我（wǒ）國製造業的不（bú）斷發展。

關鍵詞：數控車床；加工精度（dù）；影響因素

0 引言

機械製造行業的進步，讓數控技術（shù）獲得了更為廣泛的（de）應用機會，利用（yòng）數控（kòng）車床可（kě）以提高零件加工精度，使其質量得到（dào）有效的保障（zhàng）。

然而由於生產加工中存在各類不同因素的幹擾與影響，再加上人們不（bú）斷提升的針對零件加工精度的（de）要求，讓工廠數控車床的加工工作增加了很大的難度，其中存在很多（duō）因素，影響到加工精度（dù）情況，比（bǐ）如：數控車床的幾何精度、刀具規格形狀以及人為操控方法等等，都造成不同程度的（de）影響。

深（shēn）入探究數控車床加工精度影響因（yīn）素及提高對策具有重要（yào）意義。

1 、數（shù）控車床構成與原理機製

作（zuò）為（wéi）機電一體化產品，數控車床融合了多種（zhǒng）技術，包括機械製造及（jí）自動化技術、計（jì）算機信息技術以及測定技術等，具備精度、效率高、柔性大以及智能（néng）自動化的設備特征

。數控（kòng）車床的構成部分涵蓋有機械本體、電子管控單（dān）元、動（dòng）力（lì）源（yuán）、檢測傳感以及執行設備等部分。數控車床的運（yùn）作原理相較於一般車床具（jù）有差（chà）異。

當一般車床進行（háng）零件加工處理的（de）時候，通過工作人員操控，結合設計圖紙，對刀具和零件間的運動（dòng）線路加以頻（pín）繁（fán）改變，從而完成（chéng）零（líng）件（jiàn）的刀（dāo）切任務，滿足相應的加工標準；當數控車床進行零件加工處理的時（shí）候，對所加工處理的零（líng）件的規（guī）格參數（shù）、被加工序列以（yǐ）及車床的運動情（qíng）況進行數控語言編製，從而形成既定的加工命令，隨（suí）後在 CNC 設備裏輸（shū）入，並通過 CNC 設備，完成加工命令（lìng）的相（xiàng）關處理，對伺服係統實施指令，從而達到對車床移動部件的驅動處（chù）理目的，實現（xiàn）零件自動化加工處理的效果。

2 、數控車床（chuáng）加工精度的影響因素分析

數控車床運作過程中（zhōng），其自身的機械化加工精度與（yǔ）伺服係統驅動精度（dù）均為重要的加工精度影（yǐng）響（xiǎng）因素。

具體（tǐ）來說，導致數控車床的加工精（jīng）度受到（dào）影響的因素很多，其中（zhōng）包含了車床（chuáng）自身的幾何精度、伺服係統驅動的誤差、車刀參數的變動以及車床的熱變形誤差等幾個方麵（miàn）。其中又以車刀參數變動以及伺服係統驅動的誤差最為常見，現加以具體論述。

2.1 車刀參數變動影響（xiǎng）

對於數控車床的整個加工流程而言，均基於編程控製之下完成車刀對零件的切割處理，最終（zhōng）符合相關的零件形狀需要。

數控車床零件加工所使用的車刀擁有主偏角，刀（dāo）尖存在圓弧半徑（jìng），實施棒狀物體的加工處理的時候，相應的軸線尺（chǐ）寸易（yì）於產生（shēng）誤差（chà），並和刀尖圓弧半徑呈現正比（bǐ）的關係（xì），和主（zhǔ）偏角呈現反比的關係，當（dāng）主偏角變大的時候（hòu），其反（fǎn）而縮小（xiǎo）。

因此（cǐ），數控車床（chuáng）實施編程（chéng）處理（lǐ）的時候，應結合零件（jiàn）的具體特征，充分考慮其軸向尺寸誤差因素，及時改變有關位（wèi）移的（de）長度。

當數（shù）控車床進行運作（zuò）的過程中，一旦車刀的主偏角、刀尖的圓弧半徑和其零件中心的高度產（chǎn）生偏差的時候，必然使零件的加工精度降低，所以全麵、細致編程處理十分必要

。

2.2 伺服（fú）係統驅動的影響

根據數控車床的運作機製不難獲知，零件的加工處理（lǐ）工作是通過（guò）伺服係統依靠（kào）對車床部件（jiàn）的驅動來實現的，具體來說，定位數控車床（chuáng）的時候主要依靠滾珠絲杠，而伺服電（diàn）機驅動則負責（zé）有（yǒu）效控製滾珠絲杠，所以，運行過程中，當滾珠絲杠出現有關傳（chuán）動的誤差的時候（hòu），必然會讓定位精度受到幹擾，降低精準性。

通（tōng）常來說，數控車床對於伺服係統的（de）控製會運用（yòng）半閉環控製的方式完成，從而確保其正（zhèng）常發揮出相應（yīng）的作用。

當實施零件的加工處（chù）理的時候，伺服電機合（hé）理（lǐ）控製絲（sī）杠，使其實施逆向運行，此時可能（néng）會產生空運（yùn）轉的情況，由此導致反（fǎn）向間隙的誤差現（xiàn）象（xiàng）。

另外，受到外力的相應作用，數控車床的運動組織及傳動過程當中，易於發生彈性形變的情況，零（líng）件加工處理處和車床的其他位置產生受（shòu）力差異性，最終耽誤（wù）了加工進度（dù），使得零件的加工精度受（shòu）影（yǐng）響。

3 、數控車床加工精度的提升對策

3.1 科學運（yùn）用誤差防止法

對於誤差防止法而（ér）言，可謂事前合理的預防控製（zhì），經過對（duì）設計階段與製造過程的有效把控，達到避免誤（wù）差源的目的。

比如（rú），相關工作人員可以采用提升車床係統剛度（dù）、創建標準（zhǔn）、規（guī）範化的（de）零件加工車間環（huán）境、增強車床零件裝配和加工精度質量等方式，達到確保生產（chǎn）零件加工質量的效果。

作為（wéi）對數控車（chē）床零件加工精度提升的（de）常見方式，科學運用誤差法，能夠起到（dào）事半（bàn）功（gōng）倍的作（zuò）用。

不過，長期以來，工作人員在使用該（gāi）誤差防（fáng）止法的過程中發現其（qí）存在的（de）一個缺陷：車床的造價和其性能呈現（xiàn）出正比（bǐ）的增長關係，由此導致經濟成本的上升。

除此之外，當工作人員僅運（yùn）用單（dān）一的誤（wù）差防止法以便達到提升（shēng）車床零（líng）部件加工精度的目的的時（shí）候，如果其已經達到了相應的精度標準以後（hòu），繼續提升變得非常艱難。

3.2 增強導軌的幾何精度

近些年（nián）來，數控技術得以提升，數控車床獲得了飛快的發展，在（zài）很多（duō）領域（yù）當中均發揮出重要的作用。

為了適應時代的發展需要，快速切（qiē）割速度（dù）與較高的加工精度成為發展的必然要求。

但是，受到快速的切割速度的（de）影響，可能導致振動情況的發生，由此（cǐ）對導軌提出了更高的幾何精度要求，高剛度與精度可靠性顯得十分重要。

針對此問題，運用（yòng）鋼製滑動軌道的整體削割法能夠加以解決。

那麽具體而言：設計（jì）數控車床的過程中，應運用（yòng）經過淬硬處理以後的鋼製（zhì）滑動導軌材料（liào），並以螺釘固定的方式，使其處於削割處理後的平麵之上，以（yǐ）填充物將導軌和基座間的縫隙加以填（tián）滿，然後運用削（xuē）割形（xíng）式，最終得到標準（zhǔn）的幾何精度。

3.3 確保誤（wù）差補償法的合理應用

數控車床的運行需要依靠半閉環（huán）伺服係統的驅動，其中反向偏差的因（yīn）素直接影響到（dào）車床定位精度情況，造成所（suǒ）加工的零件質量不達標的現象，形成一定的不良誤差。

通過（guò）實施誤差補償法，可（kě）以彌補反向偏（piān）差造成的影響，使所（suǒ）加工處理的零件誤差有（yǒu）效降（jiàng）低（dī）。

從目前的情況來看，國內的機械加工製造行業所采用的數（shù）控車床當中，針對其定（dìng）位的精度（dù）高於 0.01mm，顯然（rán）此（cǐ）種車（chē）床通常是缺少補償作用的，那（nà）麽運用編程法（fǎ），能夠做到（dào）準確的定（dìng）位（wèi），避免反向間隙的影（yǐng）響。

應用編程法，能夠確保部分機械不改變，並且實現較（jiào）低速度的單向定位處理，完成針對數控車（chē）床插補處理的任務。

在車床其中的某一個（gè）軸受到指令控製，出現運動軌（guǐ）跡變化的（de）時候，借助（zhù）數控車床當中的數控設備，能夠以不定時的形式，將（jiāng）反向間隙（xì）數值進行讀取，同時實現坐標位移指令數據的（de）改正，結（jié）合具體的需要，將車床予以精準定（dìng）位，從而避免（miǎn）或降低零部件加工精度所受到的反向偏差因素的不良影響。

4 、結論

從此（cǐ）次論文的闡述與（yǔ）分析中可知，探究數控車床加工精度影響因素及提（tí）高對策非常重要，有利於提高（gāo）數（shù）控車（chē）床零部件的加工精度，保證產品質量。

本文通過介紹數控車床構成與原理機製，對數控（kòng）車床加工精度的影（yǐng）響因素加以分析，並說明了數控車床加工精度的提升對（duì）策：科學運用誤差（chà）防止法（fǎ）、增強導軌的幾何精度

、確保誤差補償（cháng）法的合理應用。

望此次研究內容與結果，可以得到有關部門（mén）人員的關注，並從中（zhōng）得到（dào）相應的啟示，提升我國製造（zào）業的綜合管理水平。

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