卓瑞生 王春風(fēng) 陳瑞南

摘要：隨著工業(yè)的發(fā)展，數(shù)控車床技術(shù)在我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。與傳統(tǒng)車床相比，數(shù)控車床具有相對(duì)較高的自動(dòng)化程度和精度。數(shù)控車床的加工原理、加工特點(diǎn)，對(duì)于數(shù)控車床技術(shù)來說，工藝精度起著決定性作用。本文對(duì)數(shù)控車床的加工精度影響因素及提升方法進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床;加工精度;影響因素;提升方法

引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，車床技術(shù)的運(yùn)用范圍越來越廣泛。但傳統(tǒng)的車床技術(shù)很難滿足現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展要求，因此迫切需要一種更加先進(jìn)的技術(shù)來彌補(bǔ)傳統(tǒng)車床技術(shù)的不足。數(shù)控車床技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，與傳統(tǒng)車床技術(shù)相比，數(shù)控車床不僅自動(dòng)化程度高，并且加工精度優(yōu)良，更加符合現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需求。眾所周知，航天航空領(lǐng)域?qū)τ跈C(jī)械零件的精度要求很高，隨著數(shù)控機(jī)床被引入航空航天等領(lǐng)域，對(duì)其加工技術(shù)的精度要求也隨之提高。

1數(shù)控車床的構(gòu)成與工作原理

數(shù)控車床在應(yīng)用中，主要是對(duì)回轉(zhuǎn)工件與軸類工件穩(wěn)定加工，在外援與內(nèi)控、端面等工序中參與制作。在當(dāng)前批量生產(chǎn)與精度零件中要求較高，利用數(shù)字與字母、符號(hào)等信息技術(shù)來完成編程與自動(dòng)控制的技術(shù)。數(shù)控車床的組成是由CNC裝置以及輸入輸出設(shè)備、驅(qū)動(dòng)與電氣控制裝置、車床本體與測(cè)量反饋等多個(gè)裝置組合而成。在操作中，通過數(shù)控車床對(duì)信息進(jìn)行搜集，然后轉(zhuǎn)換為數(shù)字、編碼，通過交給主體系統(tǒng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，然后由主體系統(tǒng)通過命令下達(dá)給不同的執(zhí)行構(gòu)建，從而完成加工，在加工中通過主體系統(tǒng)下達(dá)的命令可以對(duì)作業(yè)的速率與位移等數(shù)據(jù)進(jìn)行布控，來提升工藝完善性。數(shù)控車床加工的精度對(duì)機(jī)械制造的影響極大。在加工前，需要由專業(yè)人員對(duì)程序進(jìn)行編寫，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工工件，整體運(yùn)行環(huán)節(jié)都由數(shù)字與符號(hào)來完成指令的傳達(dá)，可以采用一臺(tái)主機(jī)控制多個(gè)車床的模式。與以往的加工模式相比，數(shù)控式車床具有明顯的優(yōu)勢(shì)，隨著我國(guó)社會(huì)科技化的進(jìn)步與信息化的滲透，人們對(duì)于機(jī)械制造產(chǎn)品的質(zhì)量與精度逐漸提升，以往的工藝已經(jīng)無法滿足當(dāng)下人們對(duì)于機(jī)械零件的要求標(biāo)準(zhǔn)，尤其在不同領(lǐng)域內(nèi)的尖端的企業(yè)更需要數(shù)控車床精度與效率等優(yōu)勢(shì)的參與，才能保證企業(yè)的發(fā)展與創(chuàng)新。所以在當(dāng)前形勢(shì)下，只有提升數(shù)控車床工作精度，才能供應(yīng)不同領(lǐng)域中的需求，為各企業(yè)提供技術(shù)的支持。但是，結(jié)合當(dāng)前情況來看，在加工一些小批量工件與單一工件時(shí)，應(yīng)用自動(dòng)化的工作技術(shù)還存在一定的阻礙，想要不斷促進(jìn)設(shè)備研發(fā)工作的進(jìn)步，就要降低工作原有誤差，為研究工作提供有效的技術(shù)基礎(chǔ)。通過探究數(shù)控車床在應(yīng)用中存在的問題以及影響因素來保證加工的精度，是提升零件質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵內(nèi)容。

2數(shù)控車床加工精度的具體影響因素分析

2.1伺服因素

數(shù)控車床設(shè)備在運(yùn)行工作中，可能會(huì)受到許多因素的間接或直接影響，對(duì)加工工藝造成不同程度的影響，發(fā)生誤差問題，并且會(huì)影響加工精度與整體質(zhì)量，伺服系統(tǒng)能夠保障數(shù)控車床設(shè)備可以正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)與生產(chǎn)，同時(shí)也為其工作運(yùn)轉(zhuǎn)提供基本動(dòng)力，只有最大程度上發(fā)揮其功能，才能夠保障數(shù)控車床設(shè)備高效有序的開展工作。零部件加工環(huán)節(jié)當(dāng)中，往往需要相關(guān)操作工作人員針對(duì)數(shù)控機(jī)床的實(shí)際工作運(yùn)行狀態(tài)與位置，對(duì)其進(jìn)行調(diào)控與優(yōu)化，驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠正常工作，車床槽實(shí)際操作過程中，很可能會(huì)出現(xiàn)傳動(dòng)誤差的情況，相關(guān)零部件的加工精度也很容易會(huì)受到影響，造成定位精度誤差問題，必須要引起高度重視[2]。

2.2刀具參數(shù)的影響

數(shù)控車床中的刀具體系是數(shù)控車床的主要組成部分。為了適應(yīng)快速加工的相關(guān)要求，數(shù)控車床經(jīng)常使用自動(dòng)換刀系統(tǒng)進(jìn)行工件表面的加工。數(shù)控車床加工過程中，車刀的規(guī)格、參數(shù)和特性影響著數(shù)控車床使用性能，進(jìn)而決定著精密零部件的加工水平。針對(duì)目前部分車間出現(xiàn)刀具使用規(guī)格不標(biāo)準(zhǔn)的情況，可對(duì)傳統(tǒng)車削加工方式進(jìn)行調(diào)整，促使加工條件滿足最新要求。例如，在數(shù)控車床使用車刀進(jìn)行加工的過程中，經(jīng)常出現(xiàn)因?yàn)椴僮魅藛T對(duì)于控制數(shù)控車床加工精度的技能不熟練而導(dǎo)致圓弧半徑偏差和車刀主偏角隨著加工次數(shù)的增加而導(dǎo)致偏差不斷擴(kuò)大的問題。如果數(shù)控車床的操作人員不能及時(shí)地了解加工所用刀具的主偏角和圓弧半徑的變化狀況，并且對(duì)加工程序進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的修正，使得加工出的工件表面較為粗糙，將導(dǎo)致加工零件無法達(dá)到圖紙的相關(guān)要求。因此，在數(shù)控車床的使用過程中需要學(xué)會(huì)使用合適的刀具和程序進(jìn)行工件的加工。

2.3圓整誤差的影響

圓整誤差指的是在數(shù)據(jù)處理時(shí)，將工件的坐標(biāo)值四舍五入圓整成整數(shù)脈沖當(dāng)量值而發(fā)生的誤差。脈沖當(dāng)量是指每個(gè)單位脈沖對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸的位移量，普通等級(jí)數(shù)控車床的脈沖當(dāng)量要大于精密級(jí)別的數(shù)控車床。價(jià)格較低的數(shù)控車床通常會(huì)采用步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制，當(dāng)對(duì)零件的尺寸進(jìn)行實(shí)際控制時(shí)，只能夠圓整到脈沖當(dāng)量，圓整誤差對(duì)于數(shù)控車床的加工精度將會(huì)造成不利影響，需要采取相對(duì)應(yīng)的誤差來減小圓整誤差。

3提高數(shù)控車床加工精度的具體方法措施

3.1伺服系統(tǒng)誤差問題的應(yīng)對(duì)方法

伺服系統(tǒng)作為數(shù)控車床加工生產(chǎn)過程中極為重要的組成部分，其對(duì)數(shù)控車床的實(shí)際加工精度會(huì)產(chǎn)生直接的影響，同時(shí)也會(huì)極大的影響工件質(zhì)量。為了盡可能的降低伺服系統(tǒng)出現(xiàn)誤差問題，并減少對(duì)加工精度的影響，相關(guān)工作人員可針對(duì)實(shí)際運(yùn)行狀況，為其配置性能較高的零部件，如具備動(dòng)態(tài)性能的驅(qū)動(dòng)裝置，并且對(duì)相關(guān)參數(shù)及時(shí)改進(jìn)與優(yōu)化。對(duì)于車削加工中直線與圓弧加工所產(chǎn)生的影響，可采取適當(dāng)?shù)拇胧?duì)其進(jìn)行抑制，這樣可以避免速度誤差對(duì)于單軸直線加工的具體位置產(chǎn)生的影響，減少加工誤差。進(jìn)給軸維持在45°，這樣能夠最大程度上達(dá)到良好的加工精度與效果，伺服系統(tǒng)在圓弧加工過程中，應(yīng)當(dāng)針對(duì)具體情況，設(shè)置進(jìn)給軸位置的開環(huán)增益，這樣能夠有效提升機(jī)械工件輪廓的實(shí)際加工精度。

3.2提升數(shù)控車床刀具的整體性能

數(shù)控車床設(shè)備工作運(yùn)行中，車刀具自身的特性，也會(huì)直接影響實(shí)際加工精度與質(zhì)量。所以，相關(guān)工作人員可結(jié)合實(shí)際情況，及時(shí)優(yōu)化調(diào)整車削方法。對(duì)于相關(guān)刀具，應(yīng)當(dāng)保證標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，數(shù)控車刀是比較常見的自動(dòng)換刀裝置，應(yīng)當(dāng)保障刀具庫完善，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)最大程度上滿足對(duì)于材質(zhì)以及性能等方面的具體需求，并且對(duì)零件車削加工實(shí)際效果進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化。

3.3優(yōu)化整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

數(shù)控車床作為零件加工的重要主體，因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)的優(yōu)化程度關(guān)系到各環(huán)節(jié)零部件加工情況，所以利用創(chuàng)新設(shè)計(jì)主機(jī)結(jié)構(gòu)、引進(jìn)高質(zhì)量部件、優(yōu)化各生產(chǎn)環(huán)節(jié)等措施都能對(duì)加強(qiáng)數(shù)控車床零件加工工作起到重要作用。目前國(guó)內(nèi)使用的大部分?jǐn)?shù)控車床都是國(guó)內(nèi)自主研發(fā)制造完成的，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行數(shù)控車床的相關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)控車床的整體結(jié)構(gòu)，同時(shí)充分考慮數(shù)控車床在實(shí)際生產(chǎn)過程中可能會(huì)出現(xiàn)的各種誤差，例如車床的導(dǎo)軌精度等，對(duì)誤差提前進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)。同時(shí)可以結(jié)合別國(guó)先進(jìn)的數(shù)控車床設(shè)計(jì)理念，將設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)化成實(shí)際的生產(chǎn)力，從而有效提高數(shù)控車床的加工精度。

結(jié)束語

總之，數(shù)控車床已成為機(jī)械制造領(lǐng)域內(nèi)極受歡迎的一種加工模式，與以往的加工工藝相比，因?yàn)槠涠ㄎ坏木珳?zhǔn)性、操作的準(zhǔn)確性以及機(jī)電一體化的便利操作模式等逐漸受到不同領(lǐng)域的關(guān)注。

參考文獻(xiàn)

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