王雪峰

（北方華安工業(yè)集團(tuán)有限公司，黑龍江齊齊哈爾161006）

數(shù)控車床加工精度的影響因素及策略

王雪峰

（北方華安工業(yè)集團(tuán)有限公司，黑龍江齊齊哈爾161006）

數(shù)控車床在機(jī)械零部件的加工過程當(dāng)中直接決定著加工產(chǎn)品的質(zhì)量和精度。所以，從這個角度來說，數(shù)控車床就是機(jī)械工件生產(chǎn)加工活動的一個關(guān)鍵因素?；诖?，首先對數(shù)控車床的工作原理和基本特點(diǎn)進(jìn)行了分析，然后剖析了其主要的影響因素，最后針對數(shù)控車床加工精度的改進(jìn)提出了策略，以供參考。

數(shù)控車床；加工精度；影響因素；策略

1　數(shù)控機(jī)床設(shè)備的工作原理及特點(diǎn)

1.1數(shù)控機(jī)床設(shè)備的工作原理

數(shù)控車床是當(dāng)前機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)當(dāng)中十分常見的一種設(shè)備，具有較高精度的技術(shù)控制水平以及理想的生產(chǎn)效率，其融合了現(xiàn)代社會生產(chǎn)生活當(dāng)中多項(xiàng)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，因而從其誕生之日起就受到了業(yè)內(nèi)人士的追捧。在數(shù)控車床當(dāng)中，常見的結(jié)構(gòu)就是多工位刀塔技術(shù)結(jié)構(gòu)或者動力刀塔技術(shù)結(jié)構(gòu)。正因?yàn)檫@兩種結(jié)構(gòu)的作用，使得數(shù)控車床具備良好的機(jī)械加工性能，能夠加工多種類型的的工件，例如螺紋工件、槽工件和蝸桿工件等。除此之外，數(shù)控車床還能夠進(jìn)行直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)等多種技術(shù)活動，從而有效改善了復(fù)雜工件加工的質(zhì)量，提高復(fù)雜工件加工的效率和精確度，最終使得整個機(jī)械工件加工制造業(yè)獲得了更加理想的生產(chǎn)水平和經(jīng)濟(jì)效益[1]。

1.2數(shù)控機(jī)床設(shè)備的主要特點(diǎn)

相對于普通車床而言，數(shù)控車床具有以下更為顯著的特點(diǎn)：首先，在加工技術(shù)方面，數(shù)控車床的機(jī)械工件加工精確度更高，加工質(zhì)量更理想；其次，數(shù)控車床加入了多坐標(biāo)聯(lián)動機(jī)制，從而能夠?qū)Ω鼮閺?fù)雜的機(jī)械工件進(jìn)行加工，提高了加工的技術(shù)水平；再次，在加工機(jī)械設(shè)備種類較多的情況下，數(shù)控車床只需要針對其中的數(shù)控技術(shù)程序進(jìn)行相應(yīng)的改變即可，而不需要對整個生產(chǎn)線進(jìn)行重裝，大大提高了機(jī)械設(shè)備的加工效率，同時也能擴(kuò)大數(shù)控車床的應(yīng)用范圍；第四，從整體層面來看，數(shù)控車床的生產(chǎn)效率更高，在單位時間當(dāng)中能夠完成的加工量更多，相關(guān)數(shù)據(jù)顯示數(shù)控車床的加工效率是普通車床的三到五倍；第五，從機(jī)床設(shè)備的具體運(yùn)行過程來看，數(shù)控車床的自動化水平更高，因而能夠有效降低對勞動力的需求，減輕工作人員的工作強(qiáng)度；最后，從機(jī)械工件的加工技術(shù)來看，數(shù)控車床所用到的加工技術(shù)具有更高的精密性。所以，這對于工作人員來說，就需要具備更高的專業(yè)水平。

2　數(shù)控車床加工精度的影響因素

2.1伺服系統(tǒng)

通過對數(shù)控車床基本工作原理的了解，可以得知，數(shù)控車床的中樞系統(tǒng)就是伺服系統(tǒng)，是數(shù)控車床當(dāng)中的一個重要構(gòu)成部分。伺服系統(tǒng)主要是通過對機(jī)床部件進(jìn)行驅(qū)動，使其轉(zhuǎn)化為零件開始加工活動。另外，伺服系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)還依靠于電機(jī)驅(qū)動絲杠，絲杠的傳動精度就是伺服系統(tǒng)的控制精度。一般情況下，數(shù)控車床所用到的是閉環(huán)控制伺服進(jìn)給系統(tǒng)。在具體的機(jī)械工件加工的活動當(dāng)中，伺服系統(tǒng)首先需要對絲杠進(jìn)行信號傳遞，接著絲杠會進(jìn)行反向運(yùn)轉(zhuǎn)，此時，絲杠會產(chǎn)生短暫的空轉(zhuǎn)情況，由此引起反向間隙誤差，從而影響到工件加工的精確度[2]。

2.2刀具參數(shù)

在數(shù)控車床實(shí)際的加工活動當(dāng)中，主要是通過刀具進(jìn)行產(chǎn)品的切削，從而完成產(chǎn)品的加工，而刀具主要是受事先編好的程序控制。在切削的過程當(dāng)中，例如對棒料零件進(jìn)行切削，車刀軸線會產(chǎn)生一定的偏差，如果不對該偏差進(jìn)行及時的控制，就會導(dǎo)致該偏差越來越大。所以，必須要對數(shù)控車床中刀具的參數(shù)設(shè)定引起重視。在進(jìn)行程序編程時，要充分結(jié)合產(chǎn)品的特點(diǎn)，對刀具軸線偏差進(jìn)行認(rèn)真分析和修正。

3　數(shù)控車床加工精度的改進(jìn)策略

3.1伺服系統(tǒng)的誤差及抑制

通過上述分析可以得知，伺服系統(tǒng)在數(shù)控車床的加工活動當(dāng)中具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值，并且直接影響到機(jī)械工件的加工精確度。所以，必須要對伺服系統(tǒng)當(dāng)中所產(chǎn)生的加工誤差予以重視。而為了能夠更好地控制伺服系統(tǒng)當(dāng)中的誤差，需要從機(jī)床的設(shè)計(jì)開始抓起，包括采用動態(tài)性能更好的驅(qū)動裝置、提高伺服裝置的抗壓水平和抗載能力。當(dāng)確定數(shù)控車床的具體伺服裝置之后，還需要進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)的參數(shù)，例如選擇更高的位置開環(huán)增益等。

3.2床身導(dǎo)軌的幾何精度

隨著現(xiàn)代化先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的推廣和普及，數(shù)控機(jī)床的加工精確度、加工效率都有了明顯的提高。與此同時，數(shù)控機(jī)床自身的性能和結(jié)構(gòu)也面臨著更高的技術(shù)要求，包括對數(shù)控機(jī)床底座鑄件的重量、承載能力以及導(dǎo)軌的精度和抗壓能力等，都提出了更高的要求。通常情況下，全功能的數(shù)控機(jī)床為了能夠更好地實(shí)現(xiàn)各方面的功能作用，會利用斜床造型代替過去復(fù)雜的鑄件整體結(jié)構(gòu)，從而有效減輕設(shè)備自身的重量。從力學(xué)的角度來看，采取斜床造型的數(shù)控機(jī)床通常采取封閉式筒形結(jié)構(gòu)，從而進(jìn)一步提高數(shù)控機(jī)床的抗彎水平和抗扭水平，確保數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行狀態(tài)中的穩(wěn)定性。

3.3誤差的改進(jìn)方法

誤差補(bǔ)償法是對數(shù)控系統(tǒng)的補(bǔ)償功能加以利用，并補(bǔ)償已存在的坐標(biāo)軸，有的車床精度不高，可以采用該方法來提高產(chǎn)品精度，該方法的實(shí)施可以通過硬件與軟件進(jìn)行。例如對于半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的數(shù)控車床，在應(yīng)用中會由于反向偏差而影響到定位精度，因此在對誤差進(jìn)行消除時，可以采用反向偏差補(bǔ)償?shù)姆椒?。誤差防止法指的是在設(shè)計(jì)與制造數(shù)控機(jī)床的過程中，通過對機(jī)械零件精度的提高，來對潛在誤差進(jìn)行消除。該方法的特點(diǎn)在于能夠?qū)⒓庸ぞ鹊恼w誤差進(jìn)行控制，然而成本不占優(yōu)勢，同時在原來基礎(chǔ)之上提高該數(shù)控機(jī)床的加工精度相對困難。

4　結(jié)語

數(shù)控車床在機(jī)械工件加工制造業(yè)活動當(dāng)中，具有十分重要的作用和意義，所以必須要對數(shù)控車床的應(yīng)用引起重視。本文詳細(xì)分析了數(shù)控車床加工精度的影響因素，并提出了對應(yīng)的改進(jìn)策略，希望能夠引起讀者的重視，共同為機(jī)械加工制造業(yè)作出貢獻(xiàn)。

[1]劉艷輝.探究數(shù)控車床加工精度的工藝處理及優(yōu)化[J].山東工業(yè)技術(shù),2016(7):7.

[2]邱曄.數(shù)控車床加工精度的工藝處理及優(yōu)化[J].科技創(chuàng)業(yè)家,2014 (1):58.

（編輯：劉楠）

Influencing Factors and Strategies of M achining Precision of CNC Lathe

W ang Xuefeng
(North Huaan Industry Group Co.,Ltd.,Qiqihar Heilongjiang 161006)

It is well known that CNC lathes play an important role in industrial activities,especially in the processing ofmechanical parts,which directly determines the quality and precision of the processed products.Therefore,from this perspective,the CNC lathe is a key factor in production and processing activities ofmechanical parts.Based on this,this paper firstly analyzes the working principle and basic characteristics of CNC lathe,then analyzes itsmain influencing factors,and finally puts forward the strategy for the improvementof machining accuracy of CNC lathe.

CNC lathe;machining accuracy;influence factor;strategy

TG659

A

2095-0748(2016)21-0037-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.21.16

2016-10-02

王雪峰（1974—），男，黑龍江齊齊哈爾人，大專，高級技師，研究方向：數(shù)控技術(shù)。