數(shù)控車床加工精度影響因素分析及其控制研究

梁留藝

摘 要：隨著技術(shù)的不斷的發(fā)展，數(shù)控車床加工準確應(yīng)用于制作精細化零部件的項目當(dāng)中，為切實符合行業(yè)高標準和目前的發(fā)展要求，需要就制約車床加工精度提升的影響因素加以分析，因此本文將在以上背景下重點探究影響數(shù)控車床加工精度的因素以及具體因素作用的效果等，制定提升加工精度的辦法，以期為數(shù)控車床加工技術(shù)的發(fā)展提供可行性意見。

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，機械在人們生活中出現(xiàn)的頻率越來越高，人們生活的各領(lǐng)域都有數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用。與普通車床相比較數(shù)控車床在加工精度、作業(yè)效率、自動化程度等方面具有明顯的優(yōu)勢。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，對零件加工精度的要求也越來越高。在實際加工生產(chǎn)中，數(shù)控機床還不能完全發(fā)揮它的性能，在高精度工件加工上還存在許多不足，想要滿足人們對工件加工的精度要求，就需要弄清楚影響數(shù)控車床加工精度的因素，并針對這些因素做出相應(yīng)的優(yōu)化方案。

1數(shù)控車床加工精度影響因素

1.1伺服因數(shù)

數(shù)控車床加工操作中承擔(dān)車床運轉(zhuǎn)工作的為伺服系統(tǒng)，若系統(tǒng)整體精度呈現(xiàn)出下降的狀態(tài)，會帶來加工誤差問題，從而影響其他工藝和實際技術(shù)的應(yīng)用。伺服系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)過程中為整體車床提供動力，具備相應(yīng)的作用職能，運用數(shù)控車床生產(chǎn)加工機械零件時，應(yīng)當(dāng)精準控制數(shù)控機械空間運動位置，要求操作人員了解傳動系統(tǒng)中滾珠絲杠不同的驅(qū)動效果，從而保證伺服電機能準確應(yīng)用于實際技術(shù)使用過程。若出現(xiàn)滾珠絲杠傳動誤差的問題，則對精度造成影響，導(dǎo)致產(chǎn)生定位精度誤差，不利于落實方案。由此可見，要就伺服系統(tǒng)加以分析，明確其影響機械位移的加速度和速度的作用機理，使其充分應(yīng)用到作業(yè)過程，從而提升加工效率，在后續(xù)的操作中應(yīng)當(dāng)重點關(guān)注運行條件、控制方法等，從而強化進給軸開環(huán)增益。

1.2車刀控制影響因素

在數(shù)控車床進行工件加工的過程中，需要對材料進行切削，達到工件所需形狀，在車刀的運行過程中，可能會出現(xiàn)車刀控制與軸線尺寸存在一定偏差的問題，使得工件加工出現(xiàn)誤差。因此，在數(shù)控車床進行編程時，盡管設(shè)置了合理的加工參數(shù)，也可能會因車刀運行軌跡難以控制，而導(dǎo)致加工過程中出現(xiàn)誤差。

1.3驅(qū)動系統(tǒng)精度

目前，根據(jù)不同的控制系統(tǒng)，主要將數(shù)控車床的控制類型分為開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)三種。開環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜，適用于精度要求不高的工藝流程，主要通過步進電機來控制機床的加工、進給。與之相比，半閉環(huán)和閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)常用于加工精度要求較高的工藝。調(diào)查顯示，在我國的民用市場中，半閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用較廣。但由于半閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)的檢測元件一般安裝在伺服電機或絲桿上，因此當(dāng)伺服電機帶動數(shù)控車床上的滾珠絲桿反轉(zhuǎn)時，將引起反向間隙誤差，而檢測元件又不能立刻獲取、傳輸該誤差至數(shù)控系統(tǒng)，因此導(dǎo)致了傳動誤差，對加工精度產(chǎn)生不良影響。

2數(shù)控車床加工精度控制措施

2.1采用誤差防止法來實現(xiàn)精度控制

在數(shù)控車床加工精度上出現(xiàn)的誤差，相關(guān)的工作人員要通過采用誤差防止的辦法實現(xiàn)對車床加工精度的控制。誤差防止法能夠建立在數(shù)據(jù)和信息反饋的基礎(chǔ)上分析，結(jié)合其中產(chǎn)生誤差的基礎(chǔ)因素。例如，和進給軸位置開環(huán)增益不相等時，速度的誤差將會對加工的精度產(chǎn)生影響，因此，在45度時，加工誤差會達到最大值。因此，為了進一步避免伺服系統(tǒng)存在軌跡誤差，需要合理地控制進給軸的位置開環(huán)增益，在數(shù)控車床加工的過程中，誤差防止能夠有效地提升零部件加工的精度。同時，在應(yīng)用車床零件加工過程中，能夠起到一定的效果和作用。誤差防止的方法在數(shù)控機床工作的過程中，也存在一定的缺陷。在數(shù)控機床工作的同時，相關(guān)工作人員如果盲目地去提升整個車床的精度，將會對零部件造成一定的質(zhì)量問題。同時，還會導(dǎo)致成本的提升，對整個制造的企業(yè)穩(wěn)定發(fā)展形成了不利條件。因此，在數(shù)控車床工作的過程中，如果單方面地采用誤差防止的方式來提高零部件的精度，將會對進一步發(fā)展造成一定的影響。

2.2伺服系統(tǒng)驅(qū)動因素誤差控制

在數(shù)控車床的設(shè)計過程中，需要對伺服系統(tǒng)進行嚴格的控制，才能將加工精度控制在合理范圍內(nèi)。具體而言，伺服系統(tǒng)的誤差控制需要從改善驅(qū)動裝置的動態(tài)性能方面入手，對整個設(shè)備的驅(qū)動裝置進行更新，或更換性能更加卓越的驅(qū)動設(shè)備，以確保數(shù)控車床在驅(qū)動過程中能夠得到良好的控制。除此之外，伺服系統(tǒng)的誤差控制還需要提高裝置的抗壓水平和承載能力，確保伺服系統(tǒng)能夠有效承載機械零件，提高對加工零件控制的精確性。在數(shù)控車床安裝好伺服裝置后，還需要根據(jù)實際的加工需求，進一步優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)，加強對于數(shù)控車床的誤差控制。

2.3防止熱變形誤差

隨著現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)制造業(yè)對機床加工的精度要求也越來越高，而影響數(shù)控車床質(zhì)量的一個重要因素之一就是熱加工。在機床工作過程中，當(dāng)工件的精準度越高時，往往受熱誤差的影響越高。熱誤差是由機床的零部件軸承和馬達由于工作受溫或者其他零部件的摩擦接觸所產(chǎn)生的，同時機床零部件的摩擦?xí)?dǎo)致周圍部件產(chǎn)生變形。我國現(xiàn)代制造業(yè)相對于發(fā)達國家來說發(fā)展緩慢，人們對數(shù)控機床的熱誤差認識不夠，因此在日常生產(chǎn)中多會出現(xiàn)熱誤差。想要減少熱誤差的產(chǎn)生，就要從控制熱源開始，可以通過建造冷卻回路來控制溫差，減少熱量的產(chǎn)生和傳播。

結(jié)語

我國制造業(yè)近年來取得了蓬勃發(fā)展，這與數(shù)控車床的廣泛應(yīng)用是分不開的。提升數(shù)控車床加工精度對于各行業(yè)的產(chǎn)品精度提升都具有重要作用，因此相關(guān)設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)判斷并分析數(shù)控車床加工精度的影響因素，在設(shè)計過程中對其進行嚴格控制，采取一系列有效應(yīng)對策略，力求將因素對加工精度的影響降到最低，為提高我國數(shù)控車床的加工精度做出一定貢獻，進一步推動制造業(yè)的飛速發(fā)展。

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