杜巍

摘 要 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高，其中數(shù)控車床制作工藝和技術(shù)的不斷提高，其在機(jī)械制造業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，由于數(shù)控車床的精度控制直接影響著加工機(jī)械產(chǎn)品的精度，因此引起了業(yè)界和學(xué)術(shù)界的重視和關(guān)注。本文主要針對(duì)當(dāng)前我國(guó)數(shù)控車床的工作原理與特點(diǎn)進(jìn)行分析，探討提高其精度的具體施工措施，為我國(guó)日后的工業(yè)生產(chǎn)提供重要的參考基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 數(shù)控車床 加工 精度 措施

中圖分類號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

數(shù)控車床在機(jī)械加工制造方面具有相當(dāng)?shù)奶攸c(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，其應(yīng)用大大提高了生產(chǎn)效率和品質(zhì)。而就具體生產(chǎn)加工而言，其加工精度會(huì)受到相應(yīng)因素影響，如伺服系統(tǒng)、刀具參數(shù)和切削用量的選擇等。為避免帶來(lái)車床最終加工的誤差，提高加工精度，就需要綜合各種影響因素進(jìn)行分析，探究出有效的精度控制方法，切實(shí)應(yīng)用以解決工件加工制作過(guò)程中的“大難題”。

1數(shù)控車床工作原理及其工作特點(diǎn)

1.1數(shù)控車床的工作原理

數(shù)控車床是一種高精度、高柔性和高效率的自動(dòng)化機(jī)床，其組成部分主要包括動(dòng)力源、電子控制單元、機(jī)械本體、伺服系統(tǒng)和傳感器等。其配備動(dòng)力刀塔或者多刀位刀塔，加工的復(fù)雜工件包括直線圓柱、斜線圓柱以及各種螺紋、槽、蝸桿。其工作原理有別于普通車床，通過(guò)對(duì)零件圖紙進(jìn)行加工程序的編制，然后將編程系統(tǒng)輸入CNC裝置，然后CNC裝置經(jīng)過(guò)大量的數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理，把命令直接傳輸給伺服系統(tǒng)即執(zhí)行機(jī)器，執(zhí)行機(jī)器根據(jù)指令要求驅(qū)動(dòng)機(jī)械本體各部件加工出零件圖紙要求的零件成品。

1.2數(shù)控車床的特點(diǎn)

結(jié)合上述內(nèi)容可知，相較于普通車床，其裝備的多種部件極大強(qiáng)化了車床的性能，使其擁有了更為強(qiáng)大的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。首先，數(shù)控車床的加工精密度和準(zhǔn)確度更高，加工過(guò)程相對(duì)穩(wěn)定，不易出現(xiàn)強(qiáng)烈振動(dòng)，安全穩(wěn)定性更為突出；其次，數(shù)控車床的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率更高，數(shù)控系統(tǒng)在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)極大加快了加工速度；此外，數(shù)控車床能夠多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，可加工的工件復(fù)雜度更高；另外，數(shù)控車床較普通車床的加工能力更強(qiáng)，只需通過(guò)數(shù)控程序和參數(shù)的調(diào)整就能對(duì)不同零件進(jìn)行加工；最后，數(shù)控車床自動(dòng)化程度高，加工成本消耗更低而實(shí)際生產(chǎn)輸出率更高，可為加工企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

2數(shù)控車床加工精度的影響因素

2.1數(shù)控車床自身對(duì)加工精度的影響

數(shù)控車床自身對(duì)加工精度的影響主要體現(xiàn)在控制系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)兩個(gè)方面。其一，在實(shí)際應(yīng)用中，開(kāi)環(huán)式數(shù)控車床控制系統(tǒng)造成的加工精度誤差主要是由元器件質(zhì)量、性能上不達(dá)標(biāo)、不符合電機(jī)要求這一問(wèn)題所導(dǎo)致的。而閉環(huán)式數(shù)控車床控制系統(tǒng)加工精度誤差則主要是因?yàn)樵诎惭b時(shí)對(duì)精度缺乏足夠的關(guān)注和重視而導(dǎo)致的。其二，當(dāng)前我國(guó)所通行的數(shù)控車床多為經(jīng)濟(jì)型，其在使用的時(shí)候，就容易出現(xiàn)“超程”“過(guò)切”等問(wèn)題，從而導(dǎo)致零件加工出現(xiàn)誤差。

2.2刀具參數(shù)

數(shù)控車床對(duì)零部件實(shí)施加工主要以刀具完成切削過(guò)程，因此，刀具參數(shù)對(duì)加工精度會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)影響。實(shí)際加工當(dāng)中，如切削棒料零件時(shí)，一旦車道軸線出現(xiàn)相應(yīng)變化，則刀劍圓弧半徑也將不斷變化，帶來(lái)的偏差也將不斷增大。如車床刀主偏角不斷變小，則周線尺寸變化將不斷變大。如相應(yīng)變化未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修正，則偏差進(jìn)一步擴(kuò)大，也就會(huì)對(duì)加工精度產(chǎn)生較大影響。這就要求技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明確數(shù)控車床刀具工作原理，基于軸向尺寸變化規(guī)律對(duì)軸向位移長(zhǎng)度進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃及合理設(shè)置，明確刀尖圓弧半徑、主偏角等具體參數(shù)并進(jìn)行密切監(jiān)控。利用程序編程實(shí)現(xiàn)相應(yīng)參數(shù)的有效把控，避免刀具參數(shù)偏差過(guò)大。

3提高數(shù)控車床加工精度的方法

3.1誤差防止法

誤差防止法主要是通過(guò)優(yōu)化機(jī)床的構(gòu)造，提前消除影響數(shù)控車床加工精度的因素，避免誤差的出現(xiàn)。這種事先預(yù)防的方法能夠很好地解決可能存在誤差源的影響因素，但是誤差防止法的應(yīng)用需要結(jié)合數(shù)控機(jī)床改造成本以及數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)和部件升級(jí)換代等方面的實(shí)際狀況，避免因?yàn)閷?duì)機(jī)床構(gòu)造的優(yōu)化加大企業(yè)的投入成本和改造不當(dāng)造成的數(shù)控車床報(bào)廢和難以升級(jí)換代的事情發(fā)生。

3.2誤差補(bǔ)償法

為實(shí)現(xiàn)數(shù)控車床加工精度的有效控制，可采取的方法之一為誤差補(bǔ)償法，通過(guò)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的補(bǔ)償功能運(yùn)用以坐標(biāo)軸誤差補(bǔ)償?shù)姆绞竭_(dá)到車床精度提升的效果。該方法相對(duì)經(jīng)濟(jì)且高效，通過(guò)硬件便可直接操作，為追求更高精度也可通過(guò)軟件完成。具體操作方法包括：硬件誤差補(bǔ)償，如數(shù)控車床為半閉環(huán)伺服系統(tǒng)，可通過(guò)反向偏差給予補(bǔ)償，使得加工零件的精度誤差有效降低。如數(shù)控車床定位精度大于0.02mm，則可選用編程法予以補(bǔ)償；編程法補(bǔ)償，可保持機(jī)械原有狀態(tài)下通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)數(shù)控車床的插補(bǔ)加工。插補(bǔ)加工過(guò)程中插補(bǔ)進(jìn)給中遇反向時(shí)，給反向間隙值再正式插補(bǔ)就可以滿足零件的公差要求。通過(guò)對(duì)坐標(biāo)位移指令值的補(bǔ)償修正實(shí)現(xiàn)反向偏差的有效消減乃至消除。

3.3適當(dāng)提高軌道精度

數(shù)控車床的切削速度與加工精度間的關(guān)系呈正比，使用較高的切削速度會(huì)提高加工的精度和質(zhì)量，但也會(huì)引發(fā)關(guān)聯(lián)性振動(dòng)，因此在零部件加工的過(guò)程中，需要保證其加工軌道具有良好的幾何精度和剛韌性，一般的可以通過(guò)對(duì)整體鋼制滑動(dòng)軌道進(jìn)行磨削，進(jìn)而來(lái)提高導(dǎo)軌的精度穩(wěn)定性。具體實(shí)施方法如下：采用經(jīng)淬硬處理之后的鋼制可滑動(dòng)型加工軌道，并采用螺釘將其固定在某一平面上，同時(shí)在兩個(gè)平面間注入物體進(jìn)行充實(shí)，最后對(duì)整體鋼制滑動(dòng)軌道磨削，從而獲得良好的幾何精度。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文在介紹數(shù)控臥車工作原理的理論基礎(chǔ)上，對(duì)會(huì)引起數(shù)控臥車加工誤差的主要因素進(jìn)行了研討和分析，并提出了能夠防止和控制其加工誤差的有效措施，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中具有一定的參考價(jià)值。

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