自動編程的數(shù)控加工精度的影響因素研究

宋守斌

摘 要：本文結(jié)合自動編程零件加工過程中影響數(shù)控加工精準度的一些重要因素，從優(yōu)化自動編程數(shù)控加工工藝方案、對刀時刀尖和工件回轉(zhuǎn)中心誤差防控、自動編程的數(shù)控加工精度誤差控制、機床電氣參數(shù)運行異常等方面探究提升自動編程的數(shù)控加工精度策略，以期更好地促進自動編程數(shù)控加工的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：自動編程；數(shù)控加工精度；影響因素

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）20-0059-02

Study on Influence Factors on NC Machining

Accuracy of Automatic Programming

SONG Shoubin

（YangLing Vocational & Technical College，Xianyang Shaanxi 712100）

Abstract： Combining with some important factors that affect the precision of NC machining in the process of automatic programming parts， this paper probed into the improvement of self programming NC machining process scheme， tool tip and workpiece rotary center error prevention and control， automatic programming error control of NC machining precision and abnormal operation of machine tool parameters. The NC machining accuracy strategy of dynamic programming was to promote the development of automatic programming CNC machining.

Keywords： automatic programming；NC machining accuracy；influencing factors

在數(shù)控機床實際生產(chǎn)運用中，相關(guān)人員要加強對自動編程的數(shù)控加工精度的影響因素分析，從而更好地促進數(shù)控機床發(fā)展。

1 自動編程原點、數(shù)據(jù)處理、加工路線對數(shù)控機床加工精度的影響及解決對策

1.1 自動編程原點對數(shù)控機床加工精度的影響和解決對策

在數(shù)控機床自動編程中，編程原點位置和安排嚴重影響零件的加工精度。因此，在零件加工時要始終堅持編程基準、設(shè)計基準、工藝基準統(tǒng)一的原則，降低零件加工計算的誤差。另外，編程原點需要和圖紙基準保持一致，簡化數(shù)據(jù)計算，減少數(shù)據(jù)計算誤差的產(chǎn)生。

1.2 自動編程數(shù)據(jù)處理對數(shù)控機床加工精度的影響和解決對策

如果用手工計算的方式處理數(shù)控機床數(shù)據(jù)，則很難控制好各個節(jié)點之間的精準度。為此，可以通過以下方式來提升數(shù)據(jù)計算的精準度：首先，在手工計算時，將中間數(shù)據(jù)保留在四位小數(shù)以上；其次，根據(jù)數(shù)控機床脈沖當量來調(diào)整自動編程尺寸；最后，在計算脈沖當量的過程中，要將各項計算結(jié)果保留三位小數(shù)以上。

1.3 自動編程加工路線對數(shù)控機床加工精度的影響和解決對策

在數(shù)控機床自動編程中，加工路線的選擇要從以下幾方面入手。第一，加強對進刀、退刀方法對零件輪廓影響的認識。在進行一些精度較高的零件加工時，要避免進刀和退刀在表面進行。第二，在大多數(shù)情況下，應(yīng)用順銑的方法加工零件，但如果零件表面存在硬化層，則需要選擇逆銑的方法進行加工[1]。

2 自動編程工藝方法對數(shù)控機床加工精度的影響及解決對策

在應(yīng)用這一工藝方案的過程中容易出現(xiàn)的誤差主要包含以下幾種。第一，基準選擇不一致出現(xiàn)的基準不重合誤差。在工件被安裝到機床主軸時，要通過對刀的方式建立機床坐標系。為了提升零件加工精度，要在零件設(shè)計基準上選擇刀點，并考慮對刀操作的方便性和準確性。第二，工序安排不恰當造成的誤差。在考慮毛坯剛性、毛坯變形、零件精度等因素的基礎(chǔ)上，按照先粗后精的原則實現(xiàn)對零件的精細化加工。對于幾何形狀誤差和表面粗糙要求較高的軸或者孔，可以通過粗、精加工各一半的方式進行加工。在加工過程中，為了消除誤差，可以應(yīng)用車削模塊中分層次切削的方式進行加工。另外，在粗、精加工過程中，要深刻認識到S、F、Ap的取值是不同的。為此，在具體加工操作中需要進一步明確粗加工和精加工的目的。第三，對刀不恰當造成的誤差。數(shù)控機床加工時程序起始點Rt需要在零件設(shè)計基準或者工藝基準上進行，進而提升數(shù)控機床加工精度。在數(shù)控機床加工過程中，由于不同類型道具刀位點不同，在對刀時，需要確保刀位點和對刀點Rt在同一個位置點上。但從實際操作情況來看，外圓車刀、帶有半徑R的刀和夾刀之間的距離較大，在操作過程中容易出現(xiàn)對刀誤差。為了有效解決這個問題，相關(guān)人員可以應(yīng)用光學(xué)對刀儀進行機外對刀或者機上對刀[2]。

3 自動編程對刀時刀尖高度高于或者低于工件回轉(zhuǎn)中心出現(xiàn)的加工誤差及解決對策

在自動編程操作中，如果刀尖高度和機床軸心線處于同一個高度，那么工件尺寸大小會受刀具長度和移動情況的影響；而如果刀尖比機床主軸線高，則需要將刀具作為一種等量設(shè)置進行移動，由此會使數(shù)控車床加工工件的徑向尺寸出現(xiàn)偏差。刀尖高度對外圓加工產(chǎn)生的影響如圖1所示。刀具T1和軸線等高之間的位置上，從1到2的進給距離是a。雖然刀具在開始時位置和同一個圓的位置相同，但在2的時候，距離出現(xiàn)誤差。針對這個問題，將圖1轉(zhuǎn)變?yōu)閳D2。刀尖從1到2的進給距離是a，經(jīng)過一系列調(diào)整后，刀具誤差得到有效控制。

4 數(shù)控機床誤差對數(shù)控車床加工精度的影響及改進措施

4.1 伺服系統(tǒng)誤差對數(shù)控車床加工精度的影響及改進措施

在開環(huán)控制的機床進給系統(tǒng)中，步進電動機步距離精度、機械部件的轉(zhuǎn)動精度等嚴重影響數(shù)控機床的進給位移、角移精度。為了提升伺服系統(tǒng)的精度，可以通過減少組成環(huán)的縫隙和提升組成環(huán)的精度來實現(xiàn)[3]。另外，受進給伺服系統(tǒng)本身特點的影響，伺服系統(tǒng)也會對數(shù)控車床加工精度產(chǎn)生影響。在數(shù)控車床加工直線、圓弧輪廓工件的拐角位置上，數(shù)控機床可以通過刀補的方式來調(diào)整，但受速度誤差的影響，還會引發(fā)一系列加工數(shù)據(jù)誤差。

4.2 螺距誤差對數(shù)控車床加工精度的影響及改進措施

誤差補償技術(shù)主要是指在數(shù)控機床加工過程中，對某一特定軸的運動軌跡進行記錄，并比較記錄結(jié)果和精密儀器的測量結(jié)果。在數(shù)控車床加工過程中，通過在軸上選擇一定量的測量點和誤差記錄，能對軸在不同點、不同時間的誤差進行控制。數(shù)控機床測量點的數(shù)量越多，螺距誤差補償技術(shù)的實施效果越明顯。

4.3 反向間隙誤差對數(shù)控車床加工精度的影響及改進措施

在數(shù)控機床設(shè)計過程，需要相關(guān)人員加強對數(shù)控機床反向間隙的考慮，盡可能將縫隙控制在最小誤差中。另外，在半閉環(huán)系統(tǒng)的數(shù)控機床中，可以通過螺距誤差補償技術(shù)對機床運轉(zhuǎn)過程中的各點反向間隙進行記錄，并將其錄入控制系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)控機床的自動補償誤差操作。

5 結(jié)語

相關(guān)人員在設(shè)計和使用數(shù)控機床時，需要加強對這項產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)注，從優(yōu)化自動編程的數(shù)控加工工藝方案、對刀時刀尖和工件回轉(zhuǎn)中心誤差防控、自動編程的數(shù)控加工精度誤差控制、機床電氣參數(shù)運行異常等方面考慮數(shù)控車床加工精度的影響因素，以期更好地發(fā)揮數(shù)控機床在社會生產(chǎn)、加工中的作用。

參考文獻：

[1]阮瓊琳.數(shù)控車床加工精度的影響因素及改進措施[J].祖國，2017（16）：298-298.

[2]胡靖晟.數(shù)控車床加工精度的影響因素及提高措施[J].通訊世界，2017（4）：243-244.

[3]劉仲海.影響數(shù)控加工精度的主要因素及提升策略[J].科研，2016（8）：184-185.