关于工业数控车床加工的研究

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[摘 要]近几年，我国的机械工业发展迅速，数控车床的加工工艺也得到较大发展。但是在实际生产中，数控车床在加工过程中的稳定性极易受到影响。稳定性是衡量数控车床的重要指标，其决定了产品的加工质量和成品质量，并且从一定程度上来说对产品后期生产周期、产品质量、精度以及外观等均有影响。基于此，当前对数控车床加工稳定性影响因素研究尤为重要。

[关键词]数控车床 稳定性 加工质量 加工工艺

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）10-0055-01

1 前言

数控车床操作简便、加工精度高，能够按照给定的程序指令加工产品，自动化程度非常高。但是在实际工作中，车床很容易出现加工尺寸精度不稳定的现象，由此造成车间废品率增加、工作效率不高、产品生产周期延长等影响，而稳定性是衡量数控车床加工质量的重要指标，其对车间加工及其重要。对此，笔者在文中对实际生产中数控车床加工不稳定案例分析，并对如何提高车床稳定性措施进行探究。

2 工业数控车床加工尺寸不稳定情况概述

2.1 加工尺寸不准确，时大时小

笔者认为加工尺寸不一致时应从以下几种因素分析：（1）联轴器打滑情况：检查联轴器是否打滑，如有打滑，适当调整为未打滑状态；（2）观看刀架是否完全固定，如没有完全固定，用六角扳手旋转使其完全固定；（3）刀架重复定位精度是否准确，如果不准确应予以清洗；（4）查看伺服电机马盘线是否存在故障，如果存在故障，则用新的马盘线更换；（5）检查电机线及其接头、系统到驱动器的控制线是否存在接触不良的现象，其具体检查方法为：一边运行一边拽动电机线，查看是否有不稳定现象；（6）仔细观察丝杆推销和丝杆是否存在磨损现象，可用百分表来检复定位精度是否在正常范围内；（7）检查丝杆两端轴承是否灵活，可均匀摇动丝杆仔细感觉是否有跳动现象；（8）观察数控车床附近是否存在大功率高频设备，因为这些设备会造成干扰，如果存在则可停止大功率设备再进行加工实验。如果经过上述检查方法发现只要是换刀就会出现此现象，那么则需要重新清洗刀架后再加工，尺寸即可在正常范围内。

2.2 在程序加工中回参考点坐标容易产生误差

数控车床加工出现误差的另一个原因是在程序加工中，回参考点坐标容易产生的误差，究其原因为其与编程原点不在同一点，误差也不尽相同，通常范围为 10 至 30MM。人员通过检查已加工完的零件，一般能够找到偏差的原因：（1）回零开关安装距离太远；（2）回零开关自身存在的故障；（3）回零线路接触不良；（4）伺服电机编码器存在故障；（5）系统回零信号参数没有设置正确等。

2.3 加工螺纹尺寸不易稳定

数控车床在加工螺纹外径时，有时笔者会发现外径尺寸大小不一致，但是并没有乱牙的现象，这时车床主轴转速为 600转 / 分钟、最大进给切削量为 0.6MM、螺距为 4MM，加工尺寸误差小于 20 丝，且螺距无误。究其原因，偏差原因如下：（1）编码器的转速不稳定；（2）编码器线路存在接触不良的现象；（3）联轴器和丝杆间隙过大；（4）反向间隙参数补偿偏多；（5）刀架重复定位精度不稳定；（6）丝杆端部轴承存在串动现象等。

2.4 Z轴加工失步

数控车床加工的过程中很容易出现 Z 轴加工失步的情况，例如在铜件接头的加工过程中，主轴转速为 1600 转 / 分钟、最大进给切削量为 4MM、进给速度为 400MM，尺寸误差小于20MM，则常出现丢布现象。笔者在实际操作发现这种状况只有车床在加工零件时才会发生，因此推断与设备受力有关，那么则应该关注如下因素并解决：（1）步进电机与步进功率不匹配；（2）过载运行；（3）传动松动；（4）步进电机线路接触不良；（5）系统与驱动间的控制线路有接触不良的现象等。

3 工业数控车床加工稳定性关键技术

3.1 合理选用适当的车床

日常生产加工中，车间对数控车床的合理选择是很重要的。对每一台车床都要选择它能够胜任的加工任务，这样才能做到物尽其才的功用，避免了选择其不能够胜任的加工任务，最终对车床造成不能挽回的伤害，也从而避免了对人力资源的浪费。另外，工作人员要对车床定期进行检测与维护，以提高对零件的加工精度（即加工质量）。一般情况下，车间要使用精度不高的车床进行粗加工，精度高的车床用来进行精加工，从而减少不必要的损失。

3.2 车床刀柄的选择应用过程

车间数控车床较普遍使用的刀柄与机床接口分为BT和HSK 两种，BT刀柄常用于低速加工场合，而HSK刀柄常用于高转速场合，通常可达到15000 转/分钟。车床设备中，刀柄与刀具的连接方式也很重要，而且刀具和刀柄的总重量越小，切削效果越好。

3.3 数控车床编程过程

数控车床是高度自动化的系统，与人工作业有所不同，程序代码是它唯一识别的语言，要想让车床按照人工的设计方案加工，必须要先编写好相应的程度代码，然后输入到车床中。好的程序能够缩短车床加工时间，大大地提高了加工效率，加工质量也会相应地提高，所以工作人员在掌握加工流程相关知识时，还应该提高自身编写程序的能力，不断将编好的程序运行，然后发现问题再修改程序，在实践中不断训练，才能够编写出提高加工效率的程序。

4 刀具的准确选择与使用过程

刀具在切削中会受到极其剧烈的摩擦作用，也易受到高温、高压的影响，所以车床对刀具要求具有耐磨性、抗高温、高硬度以及足够的韧性等特点。通常在国内外车床中应用广泛的刀具材料是高速钢、硬质合金钢、陶瓷材料以及超硬材料，其中高速钢和硬质合金钢是常用材料，然而硬质合金在车刀生产中应用普遍。

5 走刀路线的选择

生产车间在确保加工质量的条件下，使用走刀路线最短的加工程序，不仅能够缩短加工时间，提高操作效率，而且能够避免对机床造成过多的性能损耗和配合间的磨损，所以要尽可能地在实际生产中选择走刀路线最短的加工路径，以提高自身生产效率。

6 结语

数控车床是一种高度自动化的加工设备，综合应用到伺服驱动、传感器、精密测量、自动化等专业领域，而电子工业、航空工业加工中也有广泛的应用。日常生产中，影响数控车床加工稳定性因素有很多，进而产生加工误差，影响加工精度。对此，我们需要仔细分析误差原因，找出问题，解决问题，并且找到科学、合理的提高其稳定性的方法，这对于提高整个企业生产效率和经济效益都是十分重要的。

参考文献

[1] 钟健.巧妙提高数控车床加工能力的技术探讨[J].轻工科技.2014（01）

[2] 盖立武，郭聪聪，朱学超.数控车床加工中常见问题的分析与解决[J]. 煤矿机械.2014（11）