數控車床的加工精度影響因素及提升方法

卓瑞生 王春風 陳瑞南

摘要：隨著工業的發展，數控車床技術在我國工業領域發揮著越來越重要的作用。與傳統車床相比，數控車床具有相對較高的自動化程度和精度。數控車床的加工原理、加工特點，對于數控車床技術來說，工藝精度起著決定性作用。本文對數控車床的加工精度影響因素及提升方法進行分析，以供參考。

關鍵詞：數控車床;加工精度;影響因素;提升方法

引言

隨著經濟的快速發展，車床技術的運用范圍越來越廣泛。但傳統的車床技術很難滿足現代工業的發展要求，因此迫切需要一種更加先進的技術來彌補傳統車床技術的不足。數控車床技術應運而生，與傳統車床技術相比，數控車床不僅自動化程度高，并且加工精度優良，更加符合現代工業發展的需求。眾所周知，航天航空領域對于機械零件的精度要求很高，隨著數控機床被引入航空航天等領域，對其加工技術的精度要求也隨之提高。

1數控車床的構成與工作原理

數控車床在應用中，主要是對回轉工件與軸類工件穩定加工，在外援與內控、端面等工序中參與制作。在當前批量生產與精度零件中要求較高，利用數字與字母、符號等信息技術來完成編程與自動控制的技術。數控車床的組成是由CNC裝置以及輸入輸出設備、驅動與電氣控制裝置、車床本體與測量反饋等多個裝置組合而成。在操作中，通過數控車床對信息進行搜集，然后轉換為數字、編碼，通過交給主體系統計算機進行處理，然后由主體系統通過命令下達給不同的執行構建，從而完成加工，在加工中通過主體系統下達的命令可以對作業的速率與位移等數據進行布控，來提升工藝完善性。數控車床加工的精度對機械制造的影響極大。在加工前，需要由專業人員對程序進行編寫，實現自動加工工件，整體運行環節都由數字與符號來完成指令的傳達，可以采用一臺主機控制多個車床的模式。與以往的加工模式相比，數控式車床具有明顯的優勢，隨著我國社會科技化的進步與信息化的滲透，人們對于機械制造產品的質量與精度逐漸提升，以往的工藝已經無法滿足當下人們對于機械零件的要求標準，尤其在不同領域內的尖端的企業更需要數控車床精度與效率等優勢的參與，才能保證企業的發展與創新。所以在當前形勢下，只有提升數控車床工作精度，才能供應不同領域中的需求，為各企業提供技術的支持。但是，結合當前情況來看，在加工一些小批量工件與單一工件時，應用自動化的工作技術還存在一定的阻礙，想要不斷促進設備研發工作的進步，就要降低工作原有誤差，為研究工作提供有效的技術基礎。通過探究數控車床在應用中存在的問題以及影響因素來保證加工的精度，是提升零件質量與標準的關鍵內容。

2數控車床加工精度的具體影響因素分析

2.1伺服因素

數控車床設備在運行工作中，可能會受到許多因素的間接或直接影響，對加工工藝造成不同程度的影響，發生誤差問題，并且會影響加工精度與整體質量，伺服系統能夠保障數控車床設備可以正常穩定運轉與生產，同時也為其工作運轉提供基本動力，只有最大程度上發揮其功能，才能夠保障數控車床設備高效有序的開展工作。零部件加工環節當中，往往需要相關操作工作人員針對數控機床的實際工作運行狀態與位置，對其進行調控與優化，驅動滾珠絲杠正常工作，車床槽實際操作過程中，很可能會出現傳動誤差的情況，相關零部件的加工精度也很容易會受到影響，造成定位精度誤差問題，必須要引起高度重視[2]。

2.2刀具參數的影響

數控車床中的刀具體系是數控車床的主要組成部分。為了適應快速加工的相關要求，數控車床經常使用自動換刀系統進行工件表面的加工。數控車床加工過程中，車刀的規格、參數和特性影響著數控車床使用性能，進而決定著精密零部件的加工水平。針對目前部分車間出現刀具使用規格不標準的情況，可對傳統車削加工方式進行調整，促使加工條件滿足最新要求。例如，在數控車床使用車刀進行加工的過程中，經常出現因為操作人員對于控制數控車床加工精度的技能不熟練而導致圓弧半徑偏差和車刀主偏角隨著加工次數的增加而導致偏差不斷擴大的問題。如果數控車床的操作人員不能及時地了解加工所用刀具的主偏角和圓弧半徑的變化狀況，并且對加工程序進行相對應的修正，使得加工出的工件表面較為粗糙，將導致加工零件無法達到圖紙的相關要求。因此，在數控車床的使用過程中需要學會使用合適的刀具和程序進行工件的加工。

2.3圓整誤差的影響

圓整誤差指的是在數據處理時，將工件的坐標值四舍五入圓整成整數脈沖當量值而發生的誤差。脈沖當量是指每個單位脈沖對應坐標軸的位移量，普通等級數控車床的脈沖當量要大于精密級別的數控車床。價格較低的數控車床通常會采用步進電機進行控制，當對零件的尺寸進行實際控制時，只能夠圓整到脈沖當量，圓整誤差對于數控車床的加工精度將會造成不利影響，需要采取相對應的誤差來減小圓整誤差。

3提高數控車床加工精度的具體方法措施

3.1伺服系統誤差問題的應對方法

伺服系統作為數控車床加工生產過程中極為重要的組成部分，其對數控車床的實際加工精度會產生直接的影響，同時也會極大的影響工件質量。為了盡可能的降低伺服系統出現誤差問題，并減少對加工精度的影響，相關工作人員可針對實際運行狀況，為其配置性能較高的零部件，如具備動態性能的驅動裝置，并且對相關參數及時改進與優化。對于車削加工中直線與圓弧加工所產生的影響，可采取適當的措施對其進行抑制，這樣可以避免速度誤差對于單軸直線加工的具體位置產生的影響，減少加工誤差。進給軸維持在45°，這樣能夠最大程度上達到良好的加工精度與效果，伺服系統在圓弧加工過程中，應當針對具體情況，設置進給軸位置的開環增益，這樣能夠有效提升機械工件輪廓的實際加工精度。

3.2提升數控車床刀具的整體性能

數控車床設備工作運行中，車刀具自身的特性，也會直接影響實際加工精度與質量。所以，相關工作人員可結合實際情況，及時優化調整車削方法。對于相關刀具，應當保證標準統一，數控車刀是比較常見的自動換刀裝置，應當保障刀具庫完善，同時還應當最大程度上滿足對于材質以及性能等方面的具體需求，并且對零件車削加工實際效果進行適當的優化。

3.3優化整體結構設計

數控車床作為零件加工的重要主體，因為其設計的優化程度關系到各環節零部件加工情況，所以利用創新設計主機結構、引進高質量部件、優化各生產環節等措施都能對加強數控車床零件加工工作起到重要作用。目前國內使用的大部分數控車床都是國內自主研發制造完成的，設計人員在進行數控車床的相關設計時需要考慮進一步優化數控車床的整體結構，同時充分考慮數控車床在實際生產過程中可能會出現的各種誤差，例如車床的導軌精度等，對誤差提前進行針對性的設計。同時可以結合別國先進的數控車床設計理念，將設計方案轉化成實際的生產力，從而有效提高數控車床的加工精度。

結束語

總之，數控車床已成為機械制造領域內極受歡迎的一種加工模式，與以往的加工工藝相比，因為其定位的精準性、操作的準確性以及機電一體化的便利操作模式等逐漸受到不同領域的關注。

參考文獻

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