李進(jìn)東

（四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)械工程系，四川 遂寧 629000）

引言

數(shù)控加工技術(shù)融合了精密機(jī)械、電子技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種學(xué)科，通過數(shù)控裝備的發(fā)展也可以促進(jìn)儀器設(shè)計(jì)智能化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化[1]；而數(shù)控機(jī)床加工工藝的發(fā)展更能促進(jìn)產(chǎn)品的整體設(shè)計(jì)水平和設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高零件加工的應(yīng)用效果。

1 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的加工方式相比較，數(shù)控加工技術(shù)不僅具有新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，而且也能夠?qū)崿F(xiàn)完整的現(xiàn)代化機(jī)械制造，而且數(shù)控技術(shù)可以有效解決零件品種復(fù)雜多樣、批量小、高精度加工的問題，也能夠提高自動(dòng)化加工的質(zhì)量與水平，通過數(shù)控技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化精度化生產(chǎn)，保證整個(gè)機(jī)械制造行業(yè)同步增長。

1.1 超精密化

與傳統(tǒng)的機(jī)械加工相比較來看，超精密數(shù)控機(jī)床一般具有高速度、高精密的特點(diǎn)，能夠加工復(fù)雜零部件，加工一致性好，能夠保證工件的加工精度。

1.2 高智能化

在傳統(tǒng)的機(jī)械加工過程中，往往依靠工 人自己的經(jīng)驗(yàn)和手感進(jìn)行操作，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的一致性、穩(wěn)定性難以保證?，F(xiàn)在，數(shù)控機(jī)床依托數(shù)字控制技術(shù)，能保證產(chǎn)品加工的一致性[2-3]；同時(shí)，還能通過集成機(jī)器人、傳感器、軟件及網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化的生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化智能制造，從而不僅能夠提高整個(gè)加工效率，也能保證機(jī)械加工的質(zhì)量。

1.3 信息化

通過數(shù)控機(jī)床能夠?qū)崿F(xiàn)智能化的操控，一方面在加工的過程中，必須要針對(duì)各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行輸入與控制，提高信息處理的效率和質(zhì)量，也要保證在信息技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，提高信息化的處理速度[4]。另一方面，數(shù)控機(jī)床通過物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī) 軟件、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，構(gòu)建智能制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），實(shí)現(xiàn)車間級(jí)及企業(yè)級(jí)的數(shù)字 化管理，提升管理效益。

2 數(shù)控機(jī)床對(duì)加工精度的影響

由于當(dāng)前我國工業(yè)化水平比較落后，數(shù)控技術(shù)還存在許多的問題，尤其是機(jī)床結(jié)構(gòu)、加工工藝、工裝夾具、刀具性能等方面，造成產(chǎn)品的加工精度不高，產(chǎn)品總體質(zhì)量不高。本文從機(jī)床結(jié)構(gòu)方面分析，主要存在以下影響加工精度的因素。

2.1 機(jī)床結(jié)構(gòu)不盡合理

在機(jī)床加工的過程中，機(jī)床本體結(jié)構(gòu)的不合理會(huì)導(dǎo)致受力、抗震、運(yùn)行精度等方面受到較大的影響，從未影響整體加工質(zhì)量。另外，加工熱量傳遞導(dǎo)致機(jī)床各部件溫差較大，溫度變化不規(guī)律，會(huì)使得刀具與工件之間的相對(duì)位置發(fā)現(xiàn)了變化，造成坐標(biāo)位置的變化，從而對(duì)于零件的加工精度難以保證[5]。

2.2 支撐結(jié)構(gòu)不夠優(yōu)化

傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床大多采用四點(diǎn)或者六點(diǎn)支撐，但在實(shí)際應(yīng)用中，由于受力、震動(dòng)等原因，可能會(huì)導(dǎo)致某支撐點(diǎn)不能起到有效的支撐，從而導(dǎo)致其余支撐點(diǎn)承受載荷發(fā)生了變化，并且處于不平衡支撐，影響機(jī)床運(yùn)行精度。

2.3 傳動(dòng)系統(tǒng)精度不夠

數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)相對(duì)于普通機(jī)床來看，采用了伺服電機(jī)，大幅度減少了傳動(dòng)鏈，傳動(dòng)精度較普通機(jī)床有了大幅提升[6]。但在實(shí)際使用中，對(duì)于同步帶、滾珠絲杠等傳動(dòng)部件，仍然存在一定的誤差，從而影響工件或者刀具的定位精度。

3 提升數(shù)控機(jī)床精度的主要措施

根據(jù)筆者針對(duì)數(shù)控機(jī)床加工精度影響的因素進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)，要想提高數(shù)控機(jī)床的加工精度，除了需要依靠機(jī)床本身之外，更需要的還是在機(jī)床加工過程中，必須要保證整體的加工策略符合加工工藝的實(shí)際要求。

3.1 優(yōu)化數(shù)控機(jī)床的本體結(jié)構(gòu)

數(shù)控機(jī)床的機(jī)械本體結(jié)構(gòu)對(duì)機(jī)床長期的運(yùn)行具有重要作用。在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械本體時(shí)，可以借助現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法及工具，采用有限元設(shè)計(jì)與分析、數(shù)字化設(shè)計(jì)與虛擬仿真等，只有通過計(jì)算機(jī)模擬機(jī)械本體在加工過程中受到的切削力、震動(dòng)以及受熱分布等，才能從機(jī)床結(jié)構(gòu)上提高剛性、抗震性、熱穩(wěn)定性，從而才能保證加工的整體精度及質(zhì)量[7]。另外，特別對(duì)于主軸單元，要確保主軸軸承及其支撐的精度，才能確保高速運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性及精度。

3.2 優(yōu)化數(shù)控機(jī)床的支撐部件

數(shù)控機(jī)床的支撐對(duì)于機(jī)床的穩(wěn)定運(yùn)行起到關(guān)鍵的作用。良好的支撐結(jié)構(gòu)可以有效的減少機(jī)床在高速加工中的震動(dòng)現(xiàn)象。在現(xiàn)代設(shè)計(jì)中，可以根據(jù)機(jī)床切削力大小及方向，盡量采用三點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)、選擇合理的支撐點(diǎn)、降低機(jī)床重心等手段，提升機(jī)床支撐效果。

3.3 提高數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)精度

數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)精度對(duì)于保證加工質(zhì)量具有重要的意義。現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床一般采用閉環(huán)或者半閉環(huán)結(jié)構(gòu)，但在實(shí)際使用中，對(duì)于傳動(dòng)中的滾珠絲杠、導(dǎo)軌、同步帶等部件，仍然存在磨損及傳動(dòng)誤差[8]。為了提高數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)精度，可以通過使用高精度等級(jí)的傳動(dòng)絲杠、高耐磨性高精度的導(dǎo)軌，同時(shí)采用閉環(huán)的位置檢測(cè)進(jìn)行傳動(dòng)補(bǔ)償。

當(dāng)然，從機(jī)床結(jié)構(gòu)方面能保證機(jī)床穩(wěn)定運(yùn)行及精度，但在使用過程中，還必須提高操作者的個(gè)人素質(zhì)。只有規(guī)范的操作、定期的維護(hù)保養(yǎng)，才能長期保證數(shù)控機(jī)床的穩(wěn)定運(yùn)行及加工精度。

4 結(jié)語

本文通過對(duì)于數(shù)控機(jī)床在實(shí)際應(yīng)用中存在的影響加工精度的問題，對(duì)機(jī)床本體結(jié)構(gòu)、支撐結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了分析，并提出了針對(duì)性的解決措施，從而才能確保機(jī)床的穩(wěn)定運(yùn)行及加工精度，對(duì)于國家加工制造業(yè)的發(fā)展起到了積極的作用。