提高數控加工精度方法研究

張雪峰

（上海市臨港科技學校，上海201399）

當前，數控機床在機械工業中的運用更為廣泛，其之所以受到加工行業的青睞是因為零件統一以及精度高等。數控機床屬于自動化機床，其自帶的程序控制系統可以對編碼或是一些符號指令進行控制，同時將這些編碼或是符號指令譯碼處理，進而讓機床動作完成零件加工。數控加工過程較為復雜，任何一個細節出現失誤都可能影響產品的成型。

1 數控加工中存在的編輯差異剖析

1.1 插補差異

為了實現生產出標準樣式這一目的，數控機床生產配件的程序中必然會進行插補計算處理。此處所說的插補乃是依照工件樣式，結合技術與精準度等各方面的需要，將中間點加入已獲知特點中的程序，也可以稱作是數據點的密化程序。為了實現加入中間點，需要依照對應的計算方式依靠數控體系程序或是硬件主動達成該目的，從而對不同坐標軸的活動路線進行調整。由于加入的中間點在插補程序中基本都在形狀外面，因此導致最終生產出的工件形狀與預想形狀并不相同，這種誤差也被稱為是插補誤差。

1.2 近似運算差異

倘若數控設備的插補性能與組成配件形狀弧形的幾何因素不一致，運用數控設備中帶有的插補性能對配件形狀弧線進行模擬，如此得到的形狀與圖紙所規定的標準僅僅是相似，而非相同。該程序是類似計算了配件形狀弧線，發生的誤差被稱為近似運算差異。

1.3 預求刀具運動軌跡差異

提高數控加工精度的核心點之一在于保證刀具路線。倘若刀具活動的切出方向以及切入方向沒有自始至終堅持一個準則，在鏜扎與鉆孔的時候，特別是運用數控機床對工件螺紋進行加工時未提前精確計算刀具進出的長度，導致刀具切削時候速度不能保持一致，從而影響了工件的最終形狀和質量，這種誤差被稱為是刀具運動軌跡誤差。

2 提升數控加工精度的有效方法

2.1 對加工路線進行提前規劃設計

①設計明確加工軌跡，即在開始加工前要明確加工過程中的走刀軌跡。通常為了提升加工工件的效率，就應當選取恰當的走刀路線。實際操作的時候，倘若工件輪廓的外形尺寸單調遞增，可通過“矩形”分層對余量進行切削去除；從而提高數控加工效率和質量，保證數控加工精度，減少數控加工成本。②選擇適當進刀方式。如果加工的工件是挖槽或是型腔，其進刀方式要側重考慮切削效率、精度標準等因素。倘若工件表面粗糙度要求比較低，或者工件需要去除面積不大，均可選擇垂直進刀方式；倘若是模具制造，通常會運用螺旋進到方式對合金模具展開迅速切削。

2.2 正確選擇與安裝刀具

①選擇合適刀具。數控加工在選擇刀具時候應當綜合考慮工件的加工順序、機床工作效能以及工件特性等。選擇的刀具要符合以下要求：便于后續的安裝以及調整，高精度，高耐用度，高剛性。在符合加工標準的前提下，盡可能選用刀柄較短的刀具，從而增加刀具的剛性。為了降低加工中發生的干涉狀況，選擇的刀要契合加工零件形狀。②刀具安裝要正確，這是保證數控加工精度的關鍵環節之一。為了避免干擾刀具切削加工中的切削角度，也為了保證加工零件尺寸和零件表面質量，相較于主軸中心線，數控車床上安裝的刀具高度要更高、切槽刀是數控加工中損壞最為嚴重的刀具之一，原因是主軸轉速、安裝、程序以及進給量方面存在問題，安裝切槽刀或是切斷刀時候，與切削深度相比，刀頭部分的長度要超出2～3mm，主切削刃一定和主軸中心線是互相平行的，不然有可能會切出兩側大小不一的槽底直徑，刀刃還可能發生斷裂。

2.3 切削用量的選擇要合理

①在手工編程中，進給量、切削速度以及切削深度等切削用量的選擇要合理化。工件的剛度、刀具以及機床決定了切削深度，倘若剛度能夠支持足夠深的切削深度，為了降低走刀幾率，增加生產效率，粗加工就可以增加切削深度；倘若是精加工零件，為了保證精度及零件表面質量，可以減小切削深度。②對于自動編程來說，切削用量選擇要合理化。倘若是普通數控加工切削量，依照手工編程進行操作即可，倘若數控加工為高速加工，無論是進給或是加工速度都極快，因此要控制切削深度以及進給量，兩者都要盡量小，從而保證數控加工精度。

2.4 編程技巧

①對數控系統累積誤差進行控制。前一點是增量方式編程的基準，持續執行多段程序必定會導致累積差異，因此在編制程序時候盡可能運用絕對方式編程，讓每個程序段的基準都變為工件原點，能夠降低數控系統計算的累積偏差，從而提高數控加工精度。②靈活運用固有程序。靈活運用螺紋、輪廓以及鏜孔等多種循環方式，這些都屬于數控機床的固有程序，從而簡潔化冗長程序；對于由數學表達式給出的輪廓加工問題，例如正弦曲線、橢圓、拋物線等，可以合理運用用戶宏程序編程以及參數編程來處理。③合理使用主程序和子程序。通常運用一個模具加工多個零件，倘若零件有相同部分，在整個操作過程中都可以在主程序中重復調用子程序。應合理使用主程序和子程序的關系。在程序編制過程中能夠將增量編程用在子程序中，或者通過G52在主程序中設置局部坐標系，也可將鏡像功能、旋轉功能等用在主程序中，將冗長程序簡潔化。④對刀尖圓弧半徑具有的補償功能進行合理運用。數控車削加工中所選用刀具刀尖要呈圓弧狀，其基本都是內控鏜刀或是外圓刀，是一種尖形車刀，對于需要精細加工的零件來說，如果其表面是錐面或是圓弧曲面，應當在加工前預估加工精度受到刀尖圓弧半徑的影響。

2.5 快速控制尺寸精度

①控制車床尺寸精度。因為絲杠螺母間隙、刀具磨損等因素，數控車削中的機床在應用一段時日之后會發生偏差，另外測量讀數不準確會降低工件尺寸精度，因此測量時候可提前通過游標卡尺和千分尺測量分別讀大數和小數，如此操作可以減少讀數誤差，從而提高數控加工精度。②控制銑床尺寸精度。數控銑削中運用的程序和刀具尺寸一樣，運用刀具長度以及半徑兩者的補償，可完成粗精加工。在粗加工前輸入恰當的數值，保證精加工余量的預留，粗加工后，結合測量狀況在刀具半徑和長度補償中輸入合適數據，隨后開始精加工，從而提高數控加工精度。

3 結語

數控機床的作用和優勢是毋庸置疑的，但是在數控機床的操作中由于人為或是非人為的因素，會導致加工中發生一些誤差，這些誤差影響了數控加工工件的質量。為了讓數控機床技術的作用得以充分發揮，工作人員需要不斷摸索、探究、改進操作技能，通過有效方法提高數控加工的精度。