數(shù)控車床加工精度影響因素分析及其控制

李登科

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)持續(xù)進(jìn)步，我國逐漸走向信息化發(fā)展時(shí)代，在制造企業(yè)生產(chǎn)加工中，數(shù)控車床技術(shù)加工是其理想的選擇，可有效提升生產(chǎn)加工的效率及產(chǎn)品合格率，為企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。但數(shù)控車床加工環(huán)節(jié)受一系列因素影響，極易引發(fā)誤差，進(jìn)而不易于確保產(chǎn)品的加工精度。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床;加工精度;影響因素;控制

引言

隨著科技的發(fā)展，各領(lǐng)域的技術(shù)水平逐漸提高，信息技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛。通過創(chuàng)新研究應(yīng)用數(shù)控車床加工技術(shù)，能夠?yàn)樯鐣?huì)創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)我國制造業(yè)建設(shè)穩(wěn)定持續(xù)的發(fā)展。在數(shù)控車床實(shí)踐加工操作過程中，對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量精度控制是尤為重要的，無論是編程精度，還是插補(bǔ)精度、伺服精度控制都會(huì)影響到機(jī)械產(chǎn)品加工精確度。

1數(shù)控車床加工精度影響因素分析

1.1數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)生的誤差

數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)生的加工誤差，主要可以分為三個(gè)部分：一是開環(huán)控制系統(tǒng)、二是閉環(huán)控制系統(tǒng)、三是半閉環(huán)控制系統(tǒng)。三者產(chǎn)生的誤差原因不盡相同。開環(huán)控制系統(tǒng)在數(shù)控加工中，收到系統(tǒng)給出指定的命令后，利用驅(qū)動(dòng)電路將指令放大，使驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，最后再利用齒輪的減速裝置將絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)起來，利用絲杠螺母的轉(zhuǎn)換性能，使平臺(tái)的部件發(fā)生偏移。開環(huán)控制系統(tǒng)由于沒有安裝相應(yīng)的校正控制和位置反應(yīng)裝置等，同時(shí)也沒有安裝工作臺(tái)的位置檢測裝置，因此，在命令傳遞和執(zhí)行的過程中，位移精準(zhǔn)度不高，而且還很容易受到支撐件的干擾，產(chǎn)生較大的機(jī)床誤差。閉環(huán)控制系統(tǒng)誤差是由于絲杠螺母傳動(dòng)間距問題，導(dǎo)致在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中精準(zhǔn)度受到巨大的影響。半閉環(huán)裝置因?yàn)楣ぷ髋_(tái)在位移的過程中受到反應(yīng)環(huán)的干擾產(chǎn)生誤差。

1.2伺服因素影響

數(shù)控車床在實(shí)際加工過程中，往往會(huì)受到多種因素的影響，從而導(dǎo)致最終加工精度持續(xù)降低，甚至還會(huì)出現(xiàn)比較大的誤差問題，最終不利于機(jī)械加工生產(chǎn)質(zhì)量的提升。在眾多影響因素中，伺服系統(tǒng)因素比較常見，這是在操作數(shù)控車床的過程中，伺服系統(tǒng)發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，該系統(tǒng)能夠?qū)嚧策\(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生重要影響，比如，車床運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力便是由伺服系統(tǒng)提供。因此，在實(shí)際應(yīng)用數(shù)控車床進(jìn)行機(jī)械零件加工時(shí)，需要數(shù)控車床操縱人員具備專業(yè)的能力，如此才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)伺服系統(tǒng)的精準(zhǔn)控制，并在伺服系統(tǒng)的幫助下，完成對(duì)車床傳動(dòng)系統(tǒng)滾珠絲杠的合理化驅(qū)動(dòng)，在這一過程中，一旦滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)出現(xiàn)較大的傳動(dòng)誤差，必然會(huì)直接影響零件的加工精度，出現(xiàn)嚴(yán)重的加工偏差問題。

1.3切割量

切割量對(duì)于數(shù)控機(jī)床的加工質(zhì)量也有著很大的影響，由于切削量的不同，加工的精度也不盡相同。切割量的變化是隨著進(jìn)給量和速度以及深度等變化而變化。在數(shù)控加工中，每一個(gè)選擇的確定都會(huì)影響加工的精度，也會(huì)影響零件在加工后表面的粗糙程度。因此，在這個(gè)過程中，通過控制切割量的變化能夠有效提升加工精度。

2數(shù)控車床加工精度控制策略

2.1優(yōu)化加工路線

一方面，應(yīng)該對(duì)數(shù)控車床的加工工序進(jìn)行合理編制，考慮裝夾是否能夠一次性完成所有工序，在對(duì)工序進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)集中性，若無法一次性完成，則應(yīng)該盡量減少刀具更換的次數(shù)。在工步劃分環(huán)節(jié)，同樣應(yīng)該將加工精度和加工效率考慮在內(nèi)，如果是統(tǒng)一工件的加工，應(yīng)該依照合理的工序來實(shí)施數(shù)控車床加工，區(qū)分好粗加工和精加工;另一方面，應(yīng)該對(duì)數(shù)控車床加工路線進(jìn)行優(yōu)化，換言之，在制定加工路線的過程中，應(yīng)該盡量縮短路線，減少刀具空程時(shí)間，避免無用工序，借此提高工件加工的效率。例如，在數(shù)控車床加工中，應(yīng)該做好表面精度和粗糙度的合理控制，對(duì)計(jì)算數(shù)值進(jìn)行簡化，以此來降低編程工作量。

2.2伺服系統(tǒng)偏差彌補(bǔ)

伺服系統(tǒng)的存在能夠?qū)?huì)數(shù)控車床零件加工精度、加工質(zhì)量帶來直接的影響。然而，一旦伺服系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)較大偏差，必然會(huì)影響零件的最終加工精度。因此，為有效糾正伺服系統(tǒng)的偏差，應(yīng)在組建伺服系統(tǒng)的過程中，搭配一些性能優(yōu)良的部件，比如動(dòng)態(tài)性能優(yōu)越的驅(qū)動(dòng)裝置等，在完成伺服裝置組建后，還應(yīng)立足于系統(tǒng)的參數(shù)，進(jìn)一步做好優(yōu)化設(shè)置，成功形成進(jìn)給軸開環(huán)增益。另一方面，伺服系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中，還會(huì)對(duì)數(shù)控車床車削直線與圓弧加工精度帶來誤差影響。

2.3選擇適合加工工件的夾裝方式

在實(shí)際工作中，數(shù)控車床在使用時(shí)，夾裝方式是相同的，無論是夾裝工件還是普通的工件，都不是采用固定的單一的夾裝方式，組合夾裝方法是數(shù)控車床加工工件夾裝的常見方式。這種工件夾裝的原理是結(jié)合各種夾裝方式，科學(xué)決定定位基準(zhǔn)，有效防止工件的夾裝失誤、重復(fù)夾裝等。此外，在數(shù)控車床安裝夾裝組件時(shí)，一定要根據(jù)需要加工零件的要求合理選擇夾裝組合方式，提升工件的夾裝效率和夾裝效果，保證加工零件的質(zhì)量和速度，有效提升數(shù)控車床的加工精度，提升零件的品質(zhì)，保證企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)數(shù)控制造行業(yè)的發(fā)展。

2.4對(duì)切削用量進(jìn)行合理選擇

在實(shí)際工作過程中，一定要盡可能的避免出現(xiàn)切削震動(dòng)，因?yàn)檫@一現(xiàn)象一旦發(fā)生很容易會(huì)引發(fā)振紋，做好這一項(xiàng)工作就能有效降低其表面粗糙程度。通常情況下，在確保切削外圓表面是光滑的基礎(chǔ)之下，工件也會(huì)以此而形成較為穩(wěn)定的線速度，所以在這一過程中合理搭配主軸轉(zhuǎn)速以及背吃刀量的話，也能有效提升其整個(gè)精度。為此，在實(shí)際操作與使用過程中，一定要注意以下幾點(diǎn)：首先，大直徑，低轉(zhuǎn)速，背吃刀量大;其次，小直徑，高轉(zhuǎn)速，背吃刀量小，兩者再輔以中低速進(jìn)量，只有真正做到這些，才能真正有效保證螺紋加工精度，從而真正實(shí)現(xiàn)新時(shí)期提高車床加工精度的目的。

結(jié)語

當(dāng)數(shù)據(jù)機(jī)床為現(xiàn)代人的生活帶來更多便利的同時(shí)，也要承受住現(xiàn)代人對(duì)其要求和標(biāo)準(zhǔn)的提升。我們必須要正視當(dāng)前數(shù)據(jù)機(jī)床在加工精度方面存在的問題，進(jìn)一步加大科研與設(shè)計(jì)的投入力度，要結(jié)合實(shí)際情況來制定出有效的應(yīng)對(duì)與解決方案，從根源上解決數(shù)據(jù)機(jī)床中出現(xiàn)的實(shí)際問題，將問題的發(fā)生概率控制在最小化，切實(shí)提高數(shù)據(jù)機(jī)床的加工精度。

參考文獻(xiàn)

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