有效提高數(shù)控加工精度的策略思考

秦泉

（烏蘭察布職業(yè)學(xué)院，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000）

0 引言

為進(jìn)一步推動我國制造業(yè)的迅速發(fā)展，機械加工行業(yè)秉承“嚴(yán)要求，高精度”的加工理念，逐步建立起系統(tǒng)的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，對數(shù)控加工的精密化、自動化提出越來越高的要求。同時，數(shù)控加工在更多行業(yè)中發(fā)揮了價值，承擔(dān)越來越重要的加工重任，面臨越來越大的加工難度，為滿足零件加工要求，符合零件加工精度，數(shù)控加工技術(shù)的提升勢在必行，目前數(shù)控加工與機械加工技術(shù)結(jié)合發(fā)展已成為一種提升數(shù)控加工精度的有效辦法，但不可忽略的是，因技術(shù)局限，目前數(shù)控加工精度還有待進(jìn)一步提升。

1 數(shù)控加工車床的運行原理

數(shù)控加工車床屬于機電一體化產(chǎn)品，在自動化機械技術(shù)、計算機信息技術(shù)、測量技術(shù)等技術(shù)的支持下得以運行。目前，隨著各項技術(shù)的不斷升級，數(shù)控加工車床的智能化程度也得到提升，相應(yīng)地，數(shù)控車床的加工精度、加工效率等也隨之提升。從數(shù)控加工機床結(jié)構(gòu)來講，其內(nèi)部包含機械機構(gòu)、電子控制單元、電源、檢測系統(tǒng)等零件，當(dāng)使用普通車床進(jìn)行零件加工時，系統(tǒng)內(nèi)的刀具、工件的運動都需要利用人工來進(jìn)行控制，需要在加工圖紙的指示下一步步完成相關(guān)加工操作，既浪費時間，也無法有效保證零件加工的精度。而在使用數(shù)控車床進(jìn)行零件加工時，只需工程師將加工程序編程為一段特定的密碼，機床就會按照既定程序里規(guī)定的規(guī)格參數(shù)、加工順序、車床旋轉(zhuǎn)方向等來控制車床運動，進(jìn)而實現(xiàn)自動加工，相比人力加工，數(shù)控加工方式更加智能，機動性更高，可最大程度節(jié)省人力，也能避免人力加工過程中容易出現(xiàn)的多種失誤，大大提升了零件加工的精度，故數(shù)控加工勢必會逐步取代普通機床加工的方式[1]。

2 革新數(shù)控技術(shù)對于現(xiàn)代加工業(yè)的積極影響

2.1 優(yōu)化外觀，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化加工

對于現(xiàn)代加工業(yè)，人們不僅對機械加工的質(zhì)量、精度提出更高的要求，更對產(chǎn)品外觀、加工的標(biāo)準(zhǔn)化等都提出了更高要求。為滿足產(chǎn)品外觀要求，一方面要提高產(chǎn)品設(shè)計水平，另一方面還要確保機床加工能完美還原產(chǎn)品的外觀設(shè)計。在產(chǎn)品加工中采用數(shù)控技術(shù)，技術(shù)人員可根據(jù)設(shè)計要求設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化的加工程序，確保每一步加工的準(zhǔn)確性，同時在數(shù)控機床加工的過程中，技術(shù)人員還能根據(jù)機床的實際運行情況靈活調(diào)整數(shù)控機床的操作方式，最終制造出與產(chǎn)品設(shè)計相匹配的零件產(chǎn)品，同時標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)會大大減少零件間的差異，也會在很大程度上提高產(chǎn)品的美觀度[2]。

2.2 讓零件加工管理逐步走向自動化管理模式

傳統(tǒng)人工管理的機床加工會受到加工人員技術(shù)、經(jīng)驗、失誤等人為因素的影響，難以確保零件加工的精確度和質(zhì)量，而數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用使得傳統(tǒng)機床管理方式從人工逐步走向了智能，機床加工遵循的是技術(shù)人員提前制定的智能化加工程序，加工更加目標(biāo)明確，加工動作更加系統(tǒng)，加工方式也更加科學(xué)，人工干預(yù)減少，人為因素的影響自然也被降到了最低，逐步實現(xiàn)了自動化管理。除了提高加工精度外，這種管理方式還會大大降低機床的加工成本，提高加工的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 大大提高產(chǎn)品的生產(chǎn)精度與標(biāo)準(zhǔn)化

數(shù)控技術(shù)強調(diào)自動化、標(biāo)準(zhǔn)化，利用數(shù)控機床生產(chǎn)處的產(chǎn)品相比傳統(tǒng)機械加工模式下生產(chǎn)的產(chǎn)品而言，各個產(chǎn)品之間的差異會大大減少，生產(chǎn)精度會大大提高，這是因為傳統(tǒng)的產(chǎn)品加工過程中會受到過多的人為因素影響，如技術(shù)人員的計算能力、手工加工控制能力、加工經(jīng)驗等方面的影響，所以很難對加工過程進(jìn)行精確控制。但數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)，手工加工被機械加工取代，人在加工過程中的參與度被降低，加工過程被簡化，只需要技術(shù)人員在加工前根據(jù)產(chǎn)品加工要求制定相應(yīng)的工藝參數(shù)即可實現(xiàn)自動加工，由此減少人為不利因素影響下出現(xiàn)的加工失誤，提高數(shù)控機床的生產(chǎn)精度，這也是堅持?jǐn)?shù)據(jù)加工推廣的主要原因。

3 機床加工出現(xiàn)精度誤差的主要原因

3.1 機床運轉(zhuǎn)異常造成的精度誤差

在使用機床進(jìn)行零件加工的過程中，機床的每個加工步驟都受到加工程序的直接控制，而機床是否按照既定程序進(jìn)行加工操作是影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的人工加工方式下，人為操作過程中可能會因為加工次序問題而影響零件質(zhì)量，造成零件精度誤差。而數(shù)控加工雖相比人工加工更能保證加工精度，但仍然可能會因為機床刀具的差異或磨損等問題引起加工誤差，尤其是當(dāng)機床配置的刀具不同時，機床加工的效果也會大不一樣，所以當(dāng)機床選擇的刀具不合格、尺寸有誤差，或在運行過程中因磨損而變形時，機床運轉(zhuǎn)都會發(fā)生異常，生產(chǎn)出的產(chǎn)品精度會大打折扣。

3.2 位置誤差

當(dāng)機床參數(shù)設(shè)置不合理時，機床參數(shù)與產(chǎn)品設(shè)計參數(shù)不符，機床定位系統(tǒng)可能不準(zhǔn)確，進(jìn)而造成加工失誤，影響加工精度。特別是對于某些需要進(jìn)行二次加工的產(chǎn)品來說，誤差會更大，很難保證產(chǎn)品精度[3]。

3.3 機床控制系統(tǒng)故障

通常來說，在利用數(shù)控車床加工零件時，機床控制系統(tǒng)呈現(xiàn)半閉環(huán)控制狀態(tài)，產(chǎn)品加工精度受螺桿調(diào)節(jié)控制水平的直接影響，只要確保機床加工過程中螺旋漿動組和何服系統(tǒng)間的加工信號保持平滑傳輸狀態(tài)，就能在很大程度上確保產(chǎn)品加工精度。如果機床在磨削加工時受人為因素影響而出現(xiàn)錯誤，將導(dǎo)致機床控制系統(tǒng)出現(xiàn)無效或反向傳遞的情況，造成零件精度誤差，使零件外觀變形。

4 提高數(shù)控加工精度的相關(guān)措施

4.1 改進(jìn)機床工藝技術(shù)

機床的工藝技術(shù)直接影響機床加工質(zhì)量，好的工藝技術(shù)能創(chuàng)造出加工精度更高的機床，所以技術(shù)人員必須在該改進(jìn)機床工藝方面下足功夫。首先，技術(shù)人員要根據(jù)機床種類不同選擇合理的機床零件材料，并根據(jù)實際加工方式來選擇合適的工藝技術(shù)，提升機床質(zhì)量與加工水平。其次，在組建機床時，要重點檢查每一個機床零件的質(zhì)量、尺寸、規(guī)格，確保零件質(zhì)量達(dá)標(biāo)，這樣才能保證機床質(zhì)量。另外，在機床使用的過程中，要定期檢查機床內(nèi)零件、系統(tǒng)，及時排查故障，避免因機床運轉(zhuǎn)故障而造成的零件加工精度誤差。

4.2 在機械加工中要嚴(yán)格遵守生產(chǎn)原則

為提高數(shù)控加工精度，相關(guān)技術(shù)人員需要提前制定標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)原則與工藝規(guī)程，而技術(shù)人員在執(zhí)行加工操作時也應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守作業(yè)流程與加工規(guī)范，確保產(chǎn)品的各個工作面都能符合產(chǎn)品設(shè)計中的精度要求，減少加工定位誤差，并最大程度地降低產(chǎn)品加工工藝的誤差，提升產(chǎn)品精度。

4.3 提高技術(shù)人員的操作能力

技術(shù)人員是操控機床的直接人，其操作能力也直接影響了機床的運作，所以產(chǎn)品加工精度也在取決于數(shù)控工人的操作水平，故提高技術(shù)人員的機床操作能力是十分必要的。首先，要加強對技術(shù)人員的技術(shù)培訓(xùn)，從操作規(guī)范、操作方式等方面全面提升技術(shù)人員的操作能力。其次，在日常加工時，要嚴(yán)格要求技術(shù)人員嚴(yán)格遵守操作規(guī)范，更好的實現(xiàn)“人機配合”。此外，還應(yīng)制定嚴(yán)格的“加工管理制度”，將產(chǎn)品精度與技術(shù)人員工作績效直接掛鉤，若產(chǎn)品精度無法達(dá)標(biāo)或出現(xiàn)重大生產(chǎn)失誤，則要追究技術(shù)人員的責(zé)任，并對其進(jìn)行獎懲，以此提高技術(shù)人員的重視程度[4-5]。

4.4 減少數(shù)控機床導(dǎo)軌的幾何精度誤差

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床不斷進(jìn)行技術(shù)升級，機床加工精度也在不斷提高，但就目前而言，部分?jǐn)?shù)控機床的幾何精度還有待進(jìn)一步提升，對于很多精度要求較高的產(chǎn)品來說，數(shù)控加工仍然難以滿足零件的加工精度要求，所以，在數(shù)控生產(chǎn)過程中，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)切實優(yōu)化數(shù)控車床的設(shè)計方式，提升機床的加工精度。例如，斜床形式的機床相比普通機床所承受的壓力要更小，更利于實現(xiàn)數(shù)控軌道減振、抗壓設(shè)計，同時也能有效簡化機床設(shè)計，節(jié)約機床成本，提升機床加工精度。

4.5 加強機床保養(yǎng)及維護(hù)

數(shù)控機床的使用雖然能在很大程度上提高加工精度與加工效率，但就目前來看，數(shù)控技術(shù)仍在不斷進(jìn)步，技術(shù)人員需要不斷革新技術(shù)知識，積極引用更加先進(jìn)的數(shù)控機床技術(shù)。同時，數(shù)控機床在使用過程中會出現(xiàn)磨損，若不及時保養(yǎng)與維護(hù)，設(shè)備的精度會受到很大影響，所以技術(shù)人員在使用機床的過程中還需要制定機床維修與保養(yǎng)計劃，定期檢查常用零件，確保機床的各個零件始終處于正常運行的狀態(tài)，這也是提高數(shù)控機床加工精度的重要方式。

5 結(jié)語

隨著我國制造技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)控機床在我國機械加工業(yè)中的運用越來越廣泛，相應(yīng)的，機械加工業(yè)也在逐步發(fā)展。對于相關(guān)產(chǎn)品加工企業(yè)來說，必須要提高數(shù)控機床的加工精度，并將提高數(shù)控機床的加工精度作為工作的重點、難點，首先，要了解機床的運作機制，其次要根據(jù)實際情況分析誤差產(chǎn)生的原因，并研究相應(yīng)的解決辦法，從提高機床工藝技術(shù)、在機械加工中要嚴(yán)格遵守生產(chǎn)原則、提高技術(shù)人員的操作能力以及減少數(shù)控機床導(dǎo)軌的幾何精度誤差等角度來開展工作，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量，盡量減少加工誤差，讓制造水平更高。