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淺談數控車（chē）床技術加工（gōng）精度工藝優化

2021-10-14 來源：廣東鬆山職業技術學院作者：陳瑞（ruì）華

摘（zhāi）要：目前，數控車床技術加工是製造業生產加（jiā）工的最優選擇，它可（kě）以（yǐ）有效保（bǎo）證企業的經濟效益，提升產品生（shēng）產的效率和合（hé）格率。但是（shì）數控車床加工（gōng）環節複雜（zá），受影響的因素較多，在實際加工中很容易產生（shēng）誤（wù）差，產品的加工精（jīng）度不易控製，從（cóng）而影響產品生產的效率和合格率，最終影響企業的經濟收益。基於此，該（gāi）文對數控車床技術、影響數控車床（chuáng）加（jiā）工精度（dù）要素、優化數控車床加工精度的方法進行了探討，旨在提升（shēng）數（shù）控車床技術加工精度工藝，為製造業（yè）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

製造業的重點在於“製”和“造（zào）”，而數（shù）控技術的發（fā）展成熟就意味著製造業的發展壯大，目前，衡量國家製（zhì）造業水平發展的一個重要指標就是數控（kòng）技術的升級使用以及數控設（shè）備的生產製造。因此，數控車床技術加工精度工藝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（chuáng）的定義

數控車床是電子設備和車床的（de）集合體，數控指通過對計算機等電子設備輸入數（shù）字等指令從而對車床設備進行控製。數控車床是（shì）目前我國製造業應用最廣泛的加工器械，約占我國機（jī）床總數的1/4，並且占比呈現逐年上升的趨勢。數控機床泛指一切金屬切削設備，車床則是進（jìn）行金（jīn）屬切削加工過程的設備，可以看出，數控車床是數控（kòng）機床的基礎類型，是數控機床中（zhōng）不可分割的（de）一環，它（tā）的重要（yào）性一直受到世界範圍內的關注。在實際施工環境中，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（líng）部件、鑽孔、盤、套等具有回轉表麵的零件（jiàn）。

1.2 數（shù）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（rù）了信息化（huà）的操作（zuò）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，計算機對操作者輸入的數字、字符編程進行識別處理，識別後計算機根據（jù）操作人下達（dá）的指令通（tōng）過伺服係統、可（kě）編程序控製器給機床主要軸承運（yùn）作部分指令進行運（yùn）作，機床主體則在反饋裝置的幫助下，依據之前的指令，對需要加工的零件選擇對應的加工動作進行操作，負責切割的機械需要足夠智能，可以自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（jiā）工。在數控車床加工零件的過程中（zhōng），確認（rèn）加工工藝的具體（tǐ）步驟和加工程序的編製，是決定零件加工質量最重要（yào）的一環。

1.3 數控車床技術在製造業中的意義

數控技術的發展是一個（gè）國家製造業發展水平的重（chóng）要衡量標準之一，它可以保（bǎo）證流水化作業（yè），提升零件精度，有效節約製造成本，在我國製造（zào）行業被普遍運用。而隨著我國數控技術的不（bú）斷發（fā）展，數控車床的應用（yòng）越來越廣泛，日常到一（yī）顆螺母，精細（xì）到精密儀器的製（zhì）造，數控車床技術已經成為我國現代製造行業不可分割（gē）的一部分，並且發展（zhǎn）前景十分廣闊。數控車床技術的發（fā）展將對我國居民生產（chǎn）生活帶來更多便利，因此，市場對車床數控（kòng）技術（shù）精度的要求也（yě）在不斷升高，如何有效保證機械製（zhì）造水平，保（bǎo）證（zhèng）車床技術加工工藝的精度，是當前製造業普遍在意（yì）的問題，研究車床技術加工精（jīng）度工藝優化具有重大的現實意義。

2 、影響數控車床加工精度的重要因素

2.1 數控車床加工常見的精度欠缺現象（xiàng）

數控車床，分為兩個部分：一（yī）是數（shù）控係統，二（èr）是車床係統，因此，車床數控係統的精度可以分成（chéng）數控係統的控製精度和車（chē）床自身的機械精度（dù）。數控車床係統是當前機械（xiè）加工企業重要的生產工具，因此，數控車床的精度直接影響到企業產品的質量，質量（liàng）是企業（yè）立（lì）足之本，如果企業數控車床係統加（jiā）工精度不夠，會直接影（yǐng）響企業的經濟效益（yì）和社會聲譽，所以，企（qǐ）業在實際施工中，一定秉持（chí）對（duì）加工精度高標準高要求的工（gōng）作原則，全麵分析（xī）影響車（chē）床加工精度的影（yǐng）響（xiǎng）要素，保證車床的加工精度（dù），要（yào）對數控車床係統的機械精度、零件的材料、伺服係統的誤差及抑製、機床夾（jiá）具的製造等（děng）多要素進行考察，分析精度不達標的原因，采取一係列（liè）切實可行有效的（de）措施降低加（jiā）工誤差，保證數控車床的加（jiā）工（gōng）精度，精進加工車床的製作（zuò）工藝，保證企（qǐ）業的產能和（hé）生產質量，完成企（qǐ）業經濟效益和社會效益的統一。

2.2 伺服係統（tǒng）誤差

伺服係統是數控車床實際操作中常（cháng）見（jiàn）的重（chóng）要係統，它（tā）是數控車床（chuáng）不可（kě）分割的一（yī）部分，其（qí）對數控車床（chuáng）的（de）重要性（xìng）不言而（ér）喻，因此，操作人員在實際操作中一（yī）定保證伺服係統的順利運行。伺（sì）服係統的運行原理是驅動機床的部件將其轉變為零件，在這樣的條件（jiàn）下對（duì）產品（pǐn）進行加工操作（zuò）。而在伺服（fú）係統（tǒng）運行中，電機驅（qū）動絲杠是其順利運行最為重要的一環，可以說，絲杠的傳動精度直接決（jué）定伺服係統的控製（zhì）精確程度。而在實際加工過程中，伺服係統在數控車床加工中一般以閉環的（de）形式存在，閉環伺服係（xì）統與絲杠間的工作原理是，操作人員輸入（rù）數（shù）字指令，伺服係統將指令傳遞給絲杠，絲杠對指令進行反向運（yùn）轉，在絲杠反向（xiàng）運轉的過程中，絲杠由於機械的特（tè）性，會出現短暫的空（kōng）轉現象，如果不能合理把控，就（jiù）會出現反向的間隙誤差，進（jìn）而影響數控車床的加工精度。

3 、數（shù）控車床加工精度的工藝優化措施

3.1 挑選符（fú）合加工需求的刀具材料和刀（dāo）具角度

切削用具的選擇（zé）是影響數控車床加工精度的重要（yào）因素（sù），切（qiē）削產品的（de）刀具材料剛（gāng）度不夠，或者刀具的角度（dù）不符合加工需求，都（dōu）會直接而影響加工精度。在實際加工中，數（shù）控車床往往需要配備一整套的標準係列（liè）的（de）刀具，刀具的種類繁多，不同刀（dāo）具針對加工需求不同，且不同刀具的加工性能各不相同，刀具挑選重（chóng）點在兩個方麵：一是刀具的材料，二是（shì）刀具的角度。道具的材料需要根據加工需求（qiú）選擇，例如螺旋車刀（dāo）的材質一（yī）般是高（gāo）速鋼，因為高速鋼的材料韌性和強（qiáng）度更（gèng）好，而（ér）加工過程沒有劇烈震動和強悍衝擊力時，但是需要快速切割，這時耐熱性、耐磨性和硬度較高的硬質合金就是合適的選擇。車床（chuáng）的組裝（zhuāng）人員在對車（chē）床配（pèi）備的車刀進行挑選時，一定要遵循實用性的原則，選擇適合的材料，同時要熟知需要（yào）加（jiā）工的產品（pǐn），根據零件的加工需求選擇幾何角度適合的（de）車刀。

3.2 選擇適（shì）合加工工件的夾裝方式

在實際工作中，數控車床（chuáng）在使用時，夾裝方式是相同的，無論是（shì）夾裝工件還是普通的工件，都不是采用固定的單一的夾（jiá）裝方式，組合夾裝方法是數控車床加工工（gōng）件（jiàn）夾裝的常見方式。這種工件夾裝的原理是結合各種夾裝方式，科學決定定（dìng）位基準，有（yǒu）效（xiào）防止工件（jiàn）的夾裝失誤、重複夾裝等。此外，在數控車床安裝夾裝組件時，一定（dìng）要根據需要加工零件的（de）要求合理（lǐ）選擇夾裝組合方式，提升工件的夾裝（zhuāng）效率和夾裝效（xiào）果，保證加工零件的質量和速度，有效提升數控車床（chuáng）的加工精度，提升零件的品質，保證企業經濟效益，推動數控製造行（háng）業的發展。

3.3 選擇符合加工需求的削切用量和削切液

數控車床是負責產品切削過程的器械，因此，對產品切削（xuē）過程的控製會直接影響數控車床的精度，產品切削過程中，背吃刀量、切割刀切削速（sù）度、進給距離等都是切削用量（liàng）的不可忽視的一環。所以，為了有效提升數控車床的加工精度（dù），應該（gāi）靈（líng）活，根據加（jiā）工零件的特（tè）點選擇對應的加工方式。舉（jǔ）個例（lì）子，如果粗加（jiā）工的車床，那麽重（chóng）點就是零件的加工效率，可以選擇背（bèi）吃刀量、主軸（zhóu）切削速度和進給速度相對較大的，這樣可以有效提升加工速度，保證零件的原始雛形，方便後續精加（jiā）工。與粗（cū）加工（gōng）相對應的精加工時，準確度和精度就更為重（chóng）要，這時背吃刀量的選擇需要結（jié）合加工零件的特點和預留精車餘量安排，刀削速度優先選擇較高的，減少加（jiā）工誤差。值得一提的是，切（qiē）削過程是刀具與金屬胚打磨加工的過程，在這個過（guò）程中，車床會（huì）釋放出大量的摩擦熱量，刀具和工件的接觸處由於高強度的摩擦（cā）和高溫往往會發生（shēng）變形，不利於加工精度（dù）的提升，因此，數控車床（chuáng）在加工中需要采取（qǔ）有效方式降低加工環境的（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（de）乳化液，保證刀具不變形。數控（kòng）車床的切削用量和切削液的使（shǐ）用時數（shù）控車床精度提升重要的一環，操作人員在（zài）施（shī）工中，需要注意挑選，選（xuǎn）擇最適合的方式加工，保證加工速度、精度和質量。

3.4 采（cǎi）用（yòng）誤差防止法（fǎ）

誤差防止法（fǎ）是數控車床加工過程中提升加工精度減少誤差的（de）常見預防方法，它的原理是在數（shù）控車床處於設計生產的狀態時，明確車（chē）床（chuáng）相關器械的加工精度，提升（shēng）它的加工精（jīng）度，找到（dào）潛在的誤差威脅，及（jí）時消除它。誤差防止法可以有效（xiào）把控數控車（chē）床整體（tǐ）的加工精度，減少（shǎo）加（jiā）工誤差，但是使（shǐ）用成（chéng）本偏高（gāo），且靈活性較低，不適合提高組裝好已經投入使用的（de）數控車床，適（shì）合（hé）生（shēng）產前的環節，操作人員可以施工中合理采（cǎi）用誤差防止法，方便（biàn）後續對數控車床精度的（de）整體把控。

3.5 采用誤差補償法

誤差補（bǔ）償法是數控車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（cháng）功能對已有的坐標軸進行誤差修（xiū）正。誤差補償法是提升數（shù）控車床加工精度的重要方式之一，其原理是借助增強數（shù）控（kòng）係統的補償（cháng）功能來減少數控車床（chuáng）坐標軸誤差的現象，從而有效提升數控車床的（de）精度。誤差補償（cháng）法可以有效彌補因為本身機械精度水平不夠無法生（shēng）產出精度適合產品的機械車床，通過對誤差補償法的應用，機械（xiè）車床可以生產出精度較高的複雜產品。而誤差補（bǔ）償法可以通過軟（ruǎn）件和硬件聯合實現，軟件處理是借助編程法實現插補加工操作，從而滿足零件間（jiān）距要求，達到生產更高精度零件的目的。硬件法主要用於修複半閉環式伺服係（xì）統的反向偏差，操作人員通過使用誤（wù）差補償法，減少因（yīn）為電動（dòng）驅動絲杠對伺服係統造成的反向偏（piān）差，減少零件加工中出現的誤差。適當使用誤差補償法，可（kě）以有效（xiào）提升加工零件的精確度，改善車（chē）床（chuáng）設備的（de）弊端，是提（tí）升數控車（chē）床加工精度的有效方法。

4、結語

綜上所述，數控車床技術優勢顯著，目前已經成為我國製造業重要的一環（huán），我國對（duì）數控車床技術加工（gōng）精度的要求也越來越（yuè）高（gāo），企業（yè）必須提升數控車床的加工精度，優化（huà）製（zhì）造工藝（yì），選擇合適的刀具和角度、改進誤差、把控好切削用量等，盡可減少誤差，保證企業的經濟效益，促進製造業的發展。

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