提高數(shù)控車床加工精度的措施探討

陳建幫 文學(xué)紅

[摘 要]本文首先簡單分析了當(dāng)前對數(shù)控車床加工精度最有影響的幾個因素。最后，在此基礎(chǔ)之上，具體探討了應(yīng)當(dāng)采取何種措施以有效提高數(shù)控車床加工精度這一問題。

[關(guān)鍵詞]數(shù)控車床；加工精度；提高措施

[中圖分類號]TG519.1 [文獻標(biāo)識碼]A

在現(xiàn)代制造業(yè)中，數(shù)控車床有著十分重要的地位和作用，為我國的經(jīng)濟發(fā)展作出了巨大的貢獻。同時，隨著其各方面技術(shù)的進步，可以想見，數(shù)控車床的地位將會越來越重要。但是當(dāng)前，其在實際應(yīng)用中，受溫度、反向偏差等因素的影響，加工精度不足導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量較差的情況時有發(fā)生。

1 對數(shù)控車床加工精度有影響的因素分析

1.1 數(shù)控車床自身對加工精度的影響

數(shù)控車床自身對加工精度的影響主要體現(xiàn)在控制系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)兩個方面。其一，在實際應(yīng)用中，開環(huán)式數(shù)控車床控制系統(tǒng)造成的加工精度誤差主要是由元器件質(zhì)量、性能上不達標(biāo)、不符合電機要求這一問題所導(dǎo)致的。而閉環(huán)式數(shù)控車床控制系統(tǒng)加工精度誤差則主要是因為在安裝時對精度缺乏足夠的關(guān)注和重視而導(dǎo)致的。其二，當(dāng)前我國所通行的數(shù)控車床多為經(jīng)濟型，其在使用的時候，就容易出現(xiàn)“超程”“過切”等問題，從而導(dǎo)致零件加工出現(xiàn)誤差。

1.2 數(shù)控車床加工工藝對加工精度的影響

數(shù)控車床加工工藝主要是由于工藝安排和刀具運行兩種因素的作用，對加工精度造成了影響。具體來說，在數(shù)控車床實際的加工孔系過程中，如果沒有對工藝進行較好的控制，如孔系加工路線、順序出現(xiàn)問題等，就會導(dǎo)致數(shù)控車床在加工精度上出現(xiàn)誤差。而如果刀具運行時沒有選擇、定位好恰當(dāng)?shù)某?、入點，或者沒有控制好角度，也會導(dǎo)致誤差的出現(xiàn)。

1.3 夾具對數(shù)控車床加工精度的影響

數(shù)控車床加工過程中對夾具的使用，常常會導(dǎo)致定位誤差的產(chǎn)生。并進而促使夾具上的工件在位置、角度上出現(xiàn)問題，這樣工件在進行加工操作時，就會出現(xiàn)誤差。隨著時間、加工操作的不斷疊加，這種誤差會逐漸對數(shù)控車床的加工精度產(chǎn)生負面影響。

2 提高數(shù)控車床加工精度的措施探討

2.1 針對數(shù)控車床自身影響加工精度的提高措施

其一，針對開環(huán)式數(shù)控車床控制系統(tǒng)，就要一方面提高元器件的質(zhì)量和性能。促使其能較好地滿足數(shù)控車床的實際需要。另一方面，就要對其控制電路進行優(yōu)化，特別是要構(gòu)建控制系統(tǒng)的校正電路。而針對閉環(huán)式數(shù)控車床控制系統(tǒng)，就要特別注意反饋系統(tǒng)和安裝過程中的精度問題，促使其滿足相關(guān)要求。

其二，針對數(shù)控車床進給系統(tǒng)所導(dǎo)致的誤差，應(yīng)當(dāng)做好以下幾點。首先，為了防止出現(xiàn)超調(diào)、振蕩等問題的出現(xiàn)，就要將傳動元件的剛度提升。其次，根據(jù)具體傳動元件的不同，采用相應(yīng)的方法消除其各自之間的間隙。例如，如果是齒輪存在間隙，就可以使用剛性調(diào)整法或者柔性調(diào)整法進行調(diào)整。最后，進給系統(tǒng)運行中常常會出現(xiàn)機械傳動鏈?zhǔn)芰ψ冃位驘嶙冃蔚惹闆r，針對于此，就可以采用減少摩擦力的方法，即將適當(dāng)提升傳動鏈的剛性。

2.2 針對數(shù)控車床加工工藝影響加工精度的提高措施

其一，如前所述，數(shù)控車床孔系加工容易因為加工路線、順序不當(dāng)?shù)裙に嚳刂撇涣紗栴}而出現(xiàn)誤差。針對于此，就要特別注意對工藝的控制和安排，要嚴格依照相關(guān)規(guī)定要求，對孔系加工過程中的順序和位置進行合理、精確的設(shè)計和制定。

其二，在運用數(shù)控車床進行加工工作的時候，要特別注意對刀具運行參數(shù)的規(guī)范。其中又要將關(guān)注的重點落在出入點、角度這三個對刀具運行有著主要影響的參數(shù)上，并且在對其進行規(guī)范的時候，也需要確保其能夠滿足加工的實際需要和行業(yè)的相關(guān)規(guī)定。

2.3 針對夾具影響數(shù)控車床加工精度的提高措施

其一，為了有效控制數(shù)控車床加工過程中的定位誤差，在設(shè)計數(shù)控車床加工時，就要提高其基準(zhǔn)，特別是工藝和測量兩個方面的基準(zhǔn)，以確保在數(shù)控車床的加工過程中編程能夠具有較好的質(zhì)量。

其二，要對定位元件和定位基準(zhǔn)進行強有力的控制，從而實現(xiàn)對工件位移量的控制，以有效降低位移誤差，從而確保數(shù)控車床具有較高的加工精度。

2.4 針對氣溫及工藝系統(tǒng)熱變形影響數(shù)控車床加工精度的提高措施

其一，考慮到氣溫的難以調(diào)控，在數(shù)控車床加工過程中，就要根據(jù)具體溫度的不同，在上偏差到下偏差這一范圍內(nèi)，選擇合適的零件加工尺寸。這樣就能夠比較有效地將氣溫給金屬材料零件尺寸帶來的影響控制在可接受范圍之內(nèi)。

其二，針對前述工藝系統(tǒng)熱變形造成數(shù)控車床加工精度誤差這一問題，主要采用以下三點措施。首先，要提高數(shù)控車床傳動系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)的剛度和熱穩(wěn)定性。其次，要補償反向間隙和絲杠螺距誤差，為了提高工作效率和質(zhì)量，這一工作可以借助計算機進行自動補償。最后，在數(shù)控車床的加工過程中，要時常對刀具補償和尺寸進行測量和調(diào)整操作，以有效控制熱變形對工件和刀具的影響，從而提高數(shù)控車床的加工精度。

其三，電機是數(shù)控車床中十分重要的組成部分，因而，在實際運轉(zhuǎn)過程中，如果步進電機產(chǎn)生了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的衰減振蕩和脈沖當(dāng)量誤差，相應(yīng)而產(chǎn)生的振蕩頻率通常又跟電機的固有頻率比較接近，最終就會導(dǎo)致電機和數(shù)控車床的共振。因此，為了有效控制步進電機與數(shù)控車床共振現(xiàn)象的發(fā)生，就要將步進電機的固有頻率提高。而要實現(xiàn)這一操作，主要有增大步進電機的阻力等方式手段。

3 結(jié)語

數(shù)控車床加工精度的提升，不僅對企業(yè)的發(fā)展有著十分重要的作用，對我國制造業(yè)、社會經(jīng)濟的發(fā)展也有著較大的促進作用。而受限于技術(shù)等條件，當(dāng)前對數(shù)控車床加工精度的提高，主要還是建立在對其精度有直接影響的各種問題解決上。通常來說，其一般要從數(shù)控車床自身、加工工藝、家具、氣溫及工藝系統(tǒng)熱變形等幾個方面入手。

[參考文獻]

[1] 張淑梅.數(shù)控車床加工精度的影響因素及提高措施[J].內(nèi)燃機與配件，2018（03）.