數(shù)控車床加工精度影響因素探究

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摘要：數(shù)控車床，為目前應(yīng)用比較廣泛的一種數(shù)控機床，在指揮機床加工零件中適用性高，做好功能為切槽、鉆孔、擴孔、鉸孔以及鏜孔等，且具有高性能、高精度、低噪音等特點優(yōu)勢。當然，受到一些因素的影響，也易使數(shù)控車床加工精度降低。因此，本文以數(shù)控車床加工作業(yè)原理為切入點，進一步分析數(shù)控車床加工精度的相關(guān)影響因素，并提出數(shù)控車床加工精度提高措施，希望以此促進數(shù)控車床加工精度的全面提高。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床；加工精度；影響因素；提高措施

0引言

數(shù)控機床為先進的機械加工設(shè)備之一，在各行業(yè)產(chǎn)品精加工生產(chǎn)作業(yè)中，發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。目前市場推廣應(yīng)用的數(shù)控車床加工效率頗高，且精準度也頗高，能夠為相關(guān)行業(yè)生產(chǎn)效益的提高提供有效幫助。然而，隨著加工生產(chǎn)工藝要求越來越高，同時受到相關(guān)因素的影響，如伺服系統(tǒng)驅(qū)動因素、車刀控制因素等[1]。為了提高數(shù)控車床加工精度，鑒于此，本文圍繞數(shù)控車床加工精度的影響因素及提高措施進行分析。

1數(shù)控車床加工作業(yè)原理概述

基于數(shù)控車床加工期間，主要以各類形狀要求為依據(jù)，然后針對相關(guān)工件進行加工處理。與此同時，在數(shù)控車床當中，一般進行了若干個工作工位及多功能加工區(qū)域的配備，主要優(yōu)勢為：其一，加工范圍廣；其二，可實現(xiàn)大量加工作業(yè)；其三，可發(fā)揮復(fù)雜加工及補償加工功能，進而使工件加工作業(yè)的便捷性及高效性得到有效提升[2]。從數(shù)控車床加工作業(yè)原理層面分析，數(shù)控車床利用計算機技術(shù)、機械控制技術(shù)，加上傳感裝置、控制裝置、動力裝置的協(xié)同作用，使自我控制功能有效發(fā)揮出來；而操作工作人員則需針對數(shù)控車床提前進行加工流程的編制，進一步由數(shù)控車床結(jié)合系統(tǒng)指令，使加工作業(yè)流程有效完成，最終使刀具在得到相應(yīng)控制的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)高效加工作業(yè)。

2數(shù)控車床加工精度的相關(guān)影響因素分析

雖然數(shù)控車床加工的優(yōu)勢突出，且作用顯著，但也會受到一系列因素的影響，使數(shù)控車床加工精度降低。總結(jié)起來，具體影響因素如下：

2.1伺服系統(tǒng)驅(qū)動因素

在伺服系統(tǒng)驅(qū)動因素的影響下，會大大降低數(shù)控車床的加工精度。一般情況下，伺服系統(tǒng)經(jīng)驅(qū)動車床的相關(guān)裝置，實現(xiàn)對工件的加工，從其操作機理來看，即：對數(shù)控車床的定位滾珠加以利用，在伺服電機的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對電機的驅(qū)動及控制，進一步使數(shù)控車床能夠順利、高效地將加工任務(wù)完成。期間，滾珠絲杠的傳動誤差，可能會對數(shù)控車床的加工精度產(chǎn)生影響。而數(shù)控車床在利用半閉環(huán)控制伺服功能的基礎(chǔ)上，使系統(tǒng)實現(xiàn)對數(shù)控車床電機的整體控制?；诩庸て陂g，絲杠需反方向運作，期間易發(fā)生空轉(zhuǎn)的狀況，進而引發(fā)反向間隙誤差問題。此外，在數(shù)控車床當中，其傳動設(shè)備可能受到外力的作用，使彎曲變形的問題發(fā)生，使部分區(qū)域受力有彈性間隙問題出現(xiàn)，進一步使數(shù)控車床加工的精度降低。

2.2車刀控制因素

基于數(shù)控車床加工作業(yè)期間，需針對材料實行切削處理，使其成為工件所需的形狀。然而，車刀運行期間，易呈現(xiàn)車刀控制和軸線尺寸之間存在誤差的狀況，進一步導(dǎo)致工件加工發(fā)生誤差。所以，基于數(shù)控車床編程期間，雖然對加工參數(shù)進行了合理地設(shè)置，但由于車刀運行軌跡控制難度大，進而易使加工期間發(fā)生誤差問題，最終使數(shù)控車床加工的精度降低。

2.3運行誤差因素

數(shù)控車床電機處于運行期間，易受到圓整誤差、逼近誤差的影響，導(dǎo)致驅(qū)動期間發(fā)生速度不具合理性的狀況。其中，對于圓整誤差來說，是指在對步進電機控制過程中，讓脈沖當量形成的直線位移達到最小值，然后控制零件圖紙尺寸與脈沖個數(shù)，使其滿足對接規(guī)格參數(shù)的規(guī)范標準要求；而在實際數(shù)學(xué)處理作業(yè)期間，只允許把脈沖當量值當作圓整，進而便易引發(fā)誤差問題。此外，對于逼近誤差來說，指的是針對零件輪廓進行編程期間，會使用到擬合思想計算近似算法，以此保證計算獲取的數(shù)據(jù)與輪廓逼近；與此同時，基于不規(guī)則零件處理期間，采取近似對非圓曲線的線形分割方法，用直線將曲線代替，使得形成的刀具輪廓和實際加工擴型之間有所差異，這種差異即為逼近誤差。總之，無論是圓整誤差，還是逼近誤差，均會影響數(shù)控車床加工的精度，所以需采取有效方法，使這兩種誤差得到有效控制。

3數(shù)控車床加工精度提高措施分析

為了提高數(shù)控車床加工精度，需采取有效的提高措施。總結(jié)起來，具體提高措施如下：

3.1伺服系統(tǒng)驅(qū)動誤差控制

基于數(shù)控車床設(shè)計期間，有必要嚴格控制伺服系統(tǒng)，進而使加工精度得到全面、有效的控制。一方面，需對驅(qū)動裝置的動態(tài)性能加以改善，及時更新整體設(shè)備的驅(qū)動裝置；或者，通過性能優(yōu)良的驅(qū)動設(shè)備的定期更換，使數(shù)控車床基于驅(qū)動期間，可以獲得優(yōu)良的控制效果。另一方面，有必要提升裝置的抗壓水平及承載能力，保證伺服系統(tǒng)能夠?qū)C械零件起到承載作用，進一步使加工零件控制的精準度得到有效提升。此外，將數(shù)控車床將伺服裝置安裝完好之后，需結(jié)合具體的加工需求，對系統(tǒng)參數(shù)加以優(yōu)化，從而使數(shù)控車床的誤差得到進一步的控制。

3.2車刀運行幾何精度控制

由于數(shù)控車床的加工精度，會受到車刀運行幾何精度的直接影響。所以，對于數(shù)控車床相關(guān)設(shè)計工作人員來說，有必要結(jié)合具體加工需求，以力學(xué)角度為切入點，使數(shù)控車床的車身導(dǎo)軌得到合理科學(xué)的改善，進而使其幾何精度得到有效提高，保證整體導(dǎo)軌的精度及抗壓效果優(yōu)良，進而使車刀的運行得到有效控制。與此同時，考慮到車刀運行期間能夠?qū)?shù)控車床的各項功能有效發(fā)揮出來，可采取斜床造型將既往復(fù)雜的鑄件整體結(jié)構(gòu)代替，從而使數(shù)控車床的抗彎效果及承載能力得到有效提高，進一步提高數(shù)控車床的加工精度。

3.3運行誤差控制

如前所述，受到圓整誤差、逼近誤差影響，會使數(shù)控車床電機在運行期間的質(zhì)量受到影響，進而影響數(shù)控車床加工的精度。因此，一方面需對電機轉(zhuǎn)速進行合理控制，同時對機械剎車功能進行合理應(yīng)用及控制，保證誤差值控制在允許值標準范圍內(nèi)。另一方面，需對零部件成本與樣本之間的偏差進行合理管控，使數(shù)控車床加工的精度得到有效提高，進一步提高加工生產(chǎn)質(zhì)量效益。

3.4誤差補償改進控制措施

除上述提高數(shù)控車床加工精度的措施以外，還有必要結(jié)合數(shù)控車床加工的實際情況，落實有針對性的控制措施，以誤差補償改進控制措施為例，在數(shù)控車床加工精度控制期間，通過誤差補償?shù)姆椒?，主要針對已?jīng)存在的坐標軸進行補償，利用軟、硬件結(jié)合的方法，使加工產(chǎn)品的進度得到全面提升。值得注意的是，基于半閉環(huán)伺服系統(tǒng)運行期間，反向偏差可能會導(dǎo)致定位進度受到影響。所以，基于誤差補償期間，需通過反向偏差補償?shù)拇胧?，使此類誤差得到有效抵消。在數(shù)據(jù)車床設(shè)計階段，為了使加工精度得到有效控制，通過誤差補償措施的應(yīng)用，可對現(xiàn)有的數(shù)控車床進行合理利用，無需更換，能夠使企業(yè)的成本得到有效控制。此外，在絲杠進給作業(yè)期間，通過誤差補償措施的應(yīng)用，可實現(xiàn)對滾珠絲桿的有效補償?；跀?shù)控車床加工期間，絲桿進給是否準確，對數(shù)控機床的精度影響較大，若絲桿進給不夠準確，則數(shù)控機床的精度難以得到有效控制，進而易產(chǎn)生誤差問題；尤其在螺紋加工期間，因使用了橫縱聯(lián)動的方式，在橫縱絲桿出現(xiàn)縫隙的情況下，進一步會使螺紋加工發(fā)生比較大的誤差問題。針對此類情況，數(shù)控機床相關(guān)技術(shù)控制工作人員，需通過間隙補償?shù)姆椒?，做好滾珠絲桿誤差的補償處理，使間隙有效消除，從而使數(shù)控車床滾珠絲桿的性能及使用年限得到有效提高。此外，為了使數(shù)控車床加工精度得到全面提高，還有必要選擇合理的加工工藝，降低加工誤差，提升加工質(zhì)量及精度。

4結(jié)語

綜上所述，數(shù)控車床在機械加工生產(chǎn)作業(yè)中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，然而受到一系列因素的影響，會使數(shù)控車床的加工精度降低。因此，需加強伺候系統(tǒng)驅(qū)動誤差控制、車刀運行幾何精度控制以及運行誤差控制。此外，還有必要結(jié)合數(shù)控車床實際運行情況，落實誤差補償改進措施等，以此有效提高數(shù)控車床加工精度，進一步促進數(shù)控車床加工生產(chǎn)作業(yè)質(zhì)量效益的全面提高。

參考文獻：

[1]吳福昌.數(shù)控車床加工精度的影響因素及提高措施分析[J].機電工程技術(shù)，2019,48(07):13-14+119.

[2]任軍亮.數(shù)控車床加工精度的影響因素及提高措施分析[J].時代農(nóng)機，2019,46(07):33-34.

作者:王鵬 單位:中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司加工制造分公司