數(shù)控機(jī)床加工精度提高技術(shù)研究

摘 要：在我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平不斷提高的背景下，數(shù)控機(jī)床在所應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣。以前的手動(dòng)控制方式已經(jīng)不能滿足數(shù)字化控制機(jī)床發(fā)展的要求了，這就需要加強(qiáng)對(duì)新技術(shù)在數(shù)控機(jī)床加工中的有效應(yīng)用，不斷強(qiáng)化其精度，降低精度偏差的發(fā)生，從而為數(shù)控機(jī)床加工的順利進(jìn)行提供條件。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床;加工精度;提高技術(shù)

現(xiàn)如今，隨著數(shù)控技術(shù)在我國(guó)生產(chǎn)中的有效應(yīng)用，整體的機(jī)械制造效果也得到了有效提高。要想保證數(shù)控機(jī)床加工的精度，需要加強(qiáng)對(duì)提高技術(shù)的有效應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)零部件的有效加工，減少誤差的發(fā)生。因此，要在多角度對(duì)數(shù)控機(jī)床加工流程進(jìn)行分析，進(jìn)而保障整體機(jī)械加工的有效性。

1.影響數(shù)控機(jī)床加工精度的相關(guān)因素

1.1測(cè)量系統(tǒng)誤差

在對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的誤差進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)其主要是由數(shù)控機(jī)床在具體的加工中，測(cè)量基準(zhǔn)出現(xiàn)了問(wèn)題。如果其中的測(cè)量裝置在實(shí)際的安裝中出現(xiàn)了問(wèn)題，如傾斜等，也會(huì)造成測(cè)量系統(tǒng)出現(xiàn)誤差。

1.2控制系統(tǒng)錯(cuò)誤

當(dāng)數(shù)控機(jī)床在具體的工作中，其控制系統(tǒng)的靈敏度不高，就會(huì)導(dǎo)致零點(diǎn)漂移現(xiàn)象的發(fā)生。嚴(yán)重情況下，還要導(dǎo)致在具體的加工過(guò)程中，出現(xiàn)控制系統(tǒng)誤差。再加上，控制系統(tǒng)在運(yùn)行階段不是非常穩(wěn)定，這會(huì)導(dǎo)致控制系統(tǒng)出現(xiàn)誤差[1]。

1.3過(guò)程編程錯(cuò)誤

一般情況下，在對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行使用時(shí)，用戶會(huì)在其中設(shè)置零件圖，對(duì)其所提供的形狀和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。但是，如果其中所剩余的零件不足，或者是其過(guò)大，就會(huì)導(dǎo)致零部件的尺寸精度受到影響，其不能滿足圖紙數(shù)據(jù)的要求，進(jìn)而導(dǎo)致工藝編程出現(xiàn)偏差。

此外，零件在具體的加工中，其溫度會(huì)不斷升高，如果不對(duì)其進(jìn)行有效控制，就會(huì)導(dǎo)致不同零件之間的溫差比較大。如果其中的構(gòu)件變形比較明顯，還會(huì)對(duì)加工的精度帶來(lái)影響。再加上，在具體的加工中，電磁波和電壓波動(dòng)等會(huì)對(duì)整個(gè)加工過(guò)程帶來(lái)影響，長(zhǎng)時(shí)間下去就會(huì)導(dǎo)致過(guò)程編程錯(cuò)誤的出現(xiàn)。

2.數(shù)控機(jī)床加工精度提高技術(shù)的應(yīng)用

2.1校正信息化軌跡誤差

要想在雙位置閉環(huán)控制下，保證機(jī)械加工的順利性，需要加強(qiáng)對(duì)信息補(bǔ)償技術(shù)的有效應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上不斷提高檢測(cè)裝置的精度，避免其對(duì)外部環(huán)境的影響。在對(duì)檢測(cè)裝置進(jìn)行分析時(shí)，要對(duì)誤差進(jìn)行控制，分析系統(tǒng)在運(yùn)行中的狀態(tài)，對(duì)其進(jìn)行精確測(cè)量，在此基礎(chǔ)上建立能夠全面描述誤差關(guān)系的模型。

在具體的加工過(guò)程中，一般是由數(shù)控系統(tǒng)，對(duì)其中的內(nèi)容進(jìn)行精確測(cè)定，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)中相關(guān)數(shù)據(jù)信息的整合和分析。同時(shí)，還要結(jié)合相關(guān)的狀態(tài)信息，如檢測(cè)裝置的溫度等，在數(shù)學(xué)模型中基礎(chǔ)上，對(duì)誤差補(bǔ)償值進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，及時(shí)對(duì)裝置和測(cè)量值進(jìn)行校正。如果在具體的加工中，插入了上述校正內(nèi)容，要采取措施對(duì)溫度變化進(jìn)行分析，對(duì)熱變形的誤差進(jìn)行補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)對(duì)其中誤差的有效校正。

2.2合理設(shè)置加工路線

首先需要對(duì)加工軌跡進(jìn)行優(yōu)化，我們所說(shuō)的加工軌跡，主要是指走刀路線。操作人員要結(jié)合具體的數(shù)控機(jī)床加工情況，選擇科學(xué)的走刀路線，不斷提高加工的質(zhì)量和效率。在具體的加工中，還需要對(duì)外形的尺寸進(jìn)行控制和調(diào)整，通過(guò)對(duì)“矩形”分層的切削，及時(shí)去除其中的余量。如果外形尺寸的變化不大，可以應(yīng)用“型車”分層切削方式，不斷去除其中的余量[2]。

在具體的編程過(guò)程中，技術(shù)人員還要結(jié)合具體的情況，加強(qiáng)對(duì)編程指令的有效應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)加工軌跡的優(yōu)化，不斷降低數(shù)控加工成本，提高整體的工作效率。其次，還要注意進(jìn)刀方式。在型腔零件的加工中，要對(duì)進(jìn)刀方式的相關(guān)要求進(jìn)行分析，結(jié)合精度要求，保證切削的可靠性。要想提高切削的效率，要選擇科學(xué)的下刀方式，如果切削部分面積比較小，可以應(yīng)用垂直下刀方式。

此外，在對(duì)模具進(jìn)行制造的過(guò)程中，要注意對(duì)合金模具銑刀的有效性，并且在高速切削的時(shí)候，要科學(xué)應(yīng)用螺旋下刀方式。在不能使用螺旋下刀方式進(jìn)行加工時(shí)，需要應(yīng)用斜線下刀方式，完成鉆孔和鏜孔等工作。在此過(guò)程中，還需要綜合考慮刀具的引入長(zhǎng)度等，避免其對(duì)數(shù)控機(jī)床加工精度的影響。

2.3加強(qiáng)對(duì)尺寸精度快速控制

首先要注意數(shù)控車床尺寸。在數(shù)控車削過(guò)程中，由于刀具在應(yīng)用中會(huì)出現(xiàn)磨損等情況，長(zhǎng)時(shí)間下去，就會(huì)導(dǎo)致機(jī)床在應(yīng)用中出現(xiàn)誤差。因此，在具體的測(cè)量中，要先應(yīng)用游標(biāo)卡尺對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，然后科學(xué)應(yīng)用千分尺進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)而減少其他誤差的發(fā)生。其次要加強(qiáng)對(duì)數(shù)控銑床尺寸精度的控制。在數(shù)控銑削中，會(huì)應(yīng)用到同一程序和同一尺寸的刀具，這個(gè)時(shí)候要想保證整體加工的有效性，要科學(xué)應(yīng)用刀具半徑補(bǔ)償?shù)确绞?，?shí)現(xiàn)粗精加工。

在進(jìn)行粗加工的時(shí)候，可以通過(guò)在刀具半徑補(bǔ)償中輸入數(shù)值和預(yù)留精加工余量等，完成加工。同時(shí)，還要結(jié)合測(cè)量的實(shí)際情況，對(duì)其中的數(shù)值進(jìn)行科學(xué)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)精加工，將尺寸控制在公差的范圍中。

2.4注意系統(tǒng)的組成

要想及時(shí)解決數(shù)控機(jī)床加工中控制系統(tǒng)在運(yùn)行中的問(wèn)題，要對(duì)系統(tǒng)的組成進(jìn)行分析時(shí)。在對(duì)此系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)主要是由內(nèi)外兩個(gè)位置環(huán)所組成的。在對(duì)外部位置進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)其是閉環(huán)，主要應(yīng)用光柵和感應(yīng)同步器等線位移，對(duì)元件進(jìn)行檢測(cè)，保證數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)位移信息的準(zhǔn)確性，將內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)角進(jìn)行控制，避免此系統(tǒng)對(duì)數(shù)控機(jī)床加工流程的影響。

此外，還要注意對(duì)工作臺(tái)位移精度的控制，發(fā)現(xiàn)其主要是由線位移檢測(cè)元件所決定的。因此，在對(duì)數(shù)控機(jī)床加工中的系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化時(shí)，要注意內(nèi)外環(huán)的合理分工，注意內(nèi)環(huán)主管的動(dòng)態(tài)性能，不斷強(qiáng)化系統(tǒng)的跟隨性能，在此基礎(chǔ)上構(gòu)成復(fù)合系統(tǒng)，加強(qiáng)對(duì)數(shù)控機(jī)床加工的有效控制，保證整體加工的精度。

2.5科學(xué)選擇和正確安裝刀具

首先是要結(jié)合實(shí)際的加工情況，對(duì)刀具進(jìn)行合理選擇。在開展數(shù)控加工前，需要結(jié)合機(jī)床加工的能力，對(duì)工件的材料性能和切削用量等內(nèi)容進(jìn)行綜合性分析，結(jié)合加工表面的具體形狀，科學(xué)選擇刀具。同時(shí)，還要明確刀具選擇的相關(guān)原則，保證安裝調(diào)整的方便性，強(qiáng)化刀具的精度。在此過(guò)程中，工作人員還要在保證刀具滿足加工要求的基礎(chǔ)上，選擇比較短的刀柄，不斷強(qiáng)化刀具的剛性。此外，在對(duì)刀具進(jìn)行選擇時(shí)，不僅要控制刀具尺寸，還要結(jié)合加工的槽寬，科學(xué)選擇刀具。通常情況下，刀寬要小于等于槽寬[3]。

其次，要注意對(duì)刀具的科學(xué)安裝，其是保證數(shù)控加工精度的關(guān)鍵。在對(duì)數(shù)控車床上的刀具進(jìn)行安裝時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)高度的控制，保證其等高于主軸的中心線。主要是為了在具體的加工中，對(duì)其表面質(zhì)量帶來(lái)影響。同時(shí)，在具體的數(shù)控加工中，一般損壞比較嚴(yán)重的刀具就是其中的切槽刀，在對(duì)其中的問(wèn)題進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)其主要出現(xiàn)在安裝、進(jìn)給量和程序上。因此，在對(duì)切槽刀等進(jìn)行安裝的時(shí)候，要對(duì)刀頭的長(zhǎng)度進(jìn)行控制，并且主刀的切削刃還要與主軸中心線平行，避免對(duì)槽底的直徑帶來(lái)影響。在對(duì)螺紋刀進(jìn)行安裝的時(shí)候，要刀板進(jìn)行科學(xué)對(duì)刀，保證刀具半角對(duì)稱的有效性。在對(duì)內(nèi)孔刀進(jìn)行安裝時(shí)，需要在保證加工長(zhǎng)度的基礎(chǔ)上，不可以讓刀桿伸出的長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，避免對(duì)內(nèi)孔的加工質(zhì)量帶來(lái)影響。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)作為機(jī)械生產(chǎn)中的關(guān)鍵手段，要想保證此加工精度，需要在具體的加工內(nèi)容出發(fā)，分析影響整體加工精度的因素。通過(guò)對(duì)刀具的科學(xué)安裝和選擇，不斷強(qiáng)化加工的精度，保證系統(tǒng)組成的有效性，為數(shù)控機(jī)床加工工作的安全進(jìn)行提供條件。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖光臨，呂巖，焦丕顯，等.數(shù)控機(jī)床加工精度提高技術(shù)分析及其存在的問(wèn)題探討[J].中國(guó)設(shè)備工程，2021（8）：3-4.

[2]項(xiàng)立富.數(shù)控機(jī)床加工精度的影響因素和改進(jìn)策略探析[J].南方農(nóng)機(jī)，2020，v.51;No.346（6）：160-160.

[3]王國(guó)珍.數(shù)控機(jī)床加工精度故障的診斷與維修研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019，No.277（1）：162-163.

作者簡(jiǎn)介：

周粉良（1964.07-），漢族，江蘇常州市人，數(shù)控車工高級(jí)技師，高中學(xué)歷，研究方向：數(shù)控機(jī)加工。