探讨数控车床加工精度影响因素分析及对策研究

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[摘 要]随着数字化信息时代的到来，数控机床的编程与自动性也要求更高的精准性，加工精度的测量是衡量数控车床的重要标准，精度差的大小直接影响着零件质量的高低，减小误差，减小公差等级，提高加工精度，确保加工产品的质量是车床设计要长期思考的课题。通过分析数控车床加工精度的影响因素，提出解决的数控车床加工精度更加合理的对策方案是提高生产加工的效率的要求。

[关键词]数控车床 加工精度 影响因素 对策

中图分类号：TG519.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）15-0236-01

1.前言

加工精度是指加工后零件的几何参数与图纸设计的理想值相符合的程度，数控车床是指按照数字、文字、符号等形式给出的指令实现加工工作，数控车床促进加工生产的效率，以自动加工的形式排除人为干扰，使得出产零件具有一致性、质量稳定性，产品合格率也会高一些。零件质量受到数控加工中机床精度各个方面的影响，对加工精度的影响因素进行分析，并掌握其中加工操作的技术，才能更加有效且提高数控车床零件的加工精度，确保产品的质量。

2.影响数控车床加工精度的因素

2.1 机床自身的刚性与稳定性

车床由数控精度以及机器精度组成加工精度，机器自身精度系统是否是最优配置直接影响着车床加工的精度程度，机床自身的刚性是否能够承载各种机器设备的操作，控制方式是否符合客观实际等都会对数控车床的精度具有影响。所以机床自身首先要求具有高度的精度性，是加工精度的基础。

2.2 原料与误差

对刀与测量误差影响着数控车床加工精度的大小，机械使用加工的刀具有大小、角度之分，是按照规范的轨迹产生的具有一定尺寸的刀具，根据零件的不同，在加工时车刀尺寸有时会发生改变，其半径长度、主偏角长度、零件中心高三者的偏差会对零件密度产生影响，表面粗糙程度也会受到一定影响。此外，多数车床是以电机滚动的滚珠来控制，严重影响了数控机床加工精度的大小。即是说当机件运动时，空间运转使得轴承之间出现空隙，外部力量挤压使机床发生变形，出现正、反两面的误差综合，运转过程中机器作用力也有所不同，产生的轴承间隙自然不相同，严重影响了加工精度。

2.3 切削用量的选择

不同的工具要对应不同的加工方法，背吃刀量、主轴转速、进给量这三个切削要素不同的使用方法也会导致加工精度的不同。针对零件的加工要求不同，对效率、精度、的不同要求选择不同的加工方法。此外，对切断刀、螺纹刀等，刀具角度、刀具大小的选用也直接影响着加工精度，要十分注意。

除此以外，影响数控车床加工精度的因素还有机床的几何精度、设备安装精度，调试过程、夹刀规范程度、器具磨损度、测量误差等等，影响加工精度的因素不能脱离实际存在，要不断考察加工工作的流程，确保每一步都要到位才能确保加工精度具有高水准。

3.工作原理的分析

数控车床是集合高精度性与自动化的一体化机器设备，各种器具的搭配互相补偿，组成了具有高效率的批量生产零件的功能，是现代化数字型制造机器，其科学价值对市场加工具有现实意义。数控车床由动力源、电子控制单元、传感器三部分组成。其工作经过了六个步骤。

（1）零件图纸，图纸是设计人员根据不同待加工零件的特点以及要求设计的图纸，是指导加工的前提基础。

（2）根据图纸编制程序，设定相应的加工程序，程序要求完整、精准，以减少加工时候的误差。

（3）设置好加工程序则把它送入CNC装置设备，并等待命令指定下家系统进行工作。

（4）接受到CNC的指令，伺服系统开始自动运转，启动整个加工运作，驱动车床整个机械的运作。

（5）受到伺服系统的推动力，车床部件有序进行数控转动，机器加工环环相扣，有序进行。

（6）车床加工零件，持续不断，最终制造出符合要求的零件，整个零件加工工作完成。

六个步骤紧密结合，行云流水，是制造零件的必须过程。而操作人员根据要求不断变换工具和机件的运动模式与轨迹，用刀具反复加工。搭配数控机床的有序加工，使得工作高效率完成。

4.提高加工精度办法

4.1 精定位基准法

精基准面可以减小毛坯装夹面的误差系数，已加工的表面装夹定位作为基准，加工过程中选用此基准来提高装夹精度，以此提高数控机床加工的精度。即是说在加工的时候常会用到轴类零件的毛坯，而其呈现的圆柱度存在误差，是影响加工精度的重要因素，精准法就是针对此误差设置的办法，可以提高零件的加工精度，方便了长度测量，减少圆跳动给加工带来的影响。

4.2 控制主轴箱温度

主轴的相关部件转动工作的时候，相关联的轴承因为摩擦会产生热量，融合了切削加工的运动热量，主轴部件温度急剧上升，由于设备还存在一定的落后性，没有但热装置，主轴此时无法散热，无法冷却，产生热变形，具有不规则性和不稳定性，表现形式有轴伸长、轴线不平行、不垂直等，间隙也发生变化，各个部分因发生变化而出现紊乱，影响了主轴的工作性能，继而产生加工误差，影响精度的准确性。针对这一问题对装置进行改造，设计散热片，增加散热装置，扩大散热面积，确保热量可以及时扩散冷却，控制主轴因热变形的程度，减小变形范围，增加加工精度性。

4.3 补偿误差

加强加工精度要极力利用数控系统的补偿功能，补偿坐标轴产生的误差，是经济高效的方法之一，误差补偿由硬件或者软件来进行。

4.3.1利用补偿法补偿具有反向偏差的半闭环伺服系统，数控机床运作的车床定位的精度受到反向偏差的制约，加工精度受到阻碍，利用编程方法控制某些单位定位，补偿误差，消除反向间隙，提高加工精度。

4.3.2编程方法能够在不改变某些机械本身实现车床插补，采用插补间隙再插补的方式，及时补给间隙，满足零件的公差要求。当车床受到指令发出的改变运动命令时，数控装置能够读取反向间隙数值，以不定时的节奏根据需要对移位指令进行部件坐标补偿、修正，减小因反向对零件产生的误差，确保加工精度的进行。

5.结语

影响数控机床加工精度的因素具有主观性和客观性，加工精度直接影响着零件的精度、形状等，根据影响数控机床精度的因素分析提出解决办法，在实际生产中对数控精度的影响因素还有很多，针对复杂多变的客观因素，要进一步对数控机床加工精度的影响因素进行分析，不断设计出有针对性的解决方案，才能够使机床不断发展。要减小精度误差要不断总结经验教训，不断分享学习，不断创新实践，确保有效的提高数控车床加工精度技术，促进生产的高效性，走可持续发展道路。

参考文献

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