數控車床加工精度的影響因素及提高措施研究

張 娟，周 丹

（武漢華中數控股份有限公司，武漢 430223）

現階段，機械制造業廣泛應用數控車床，該加工技術具有工作效率高、加工精度高、自動化程度高、生產質量高等應用優勢，有效提高企業的經營效益。相較于普通車床，數控車床采用自動化機械處理系統，依據設定的程序進行各項操作，提高主機發布指令，保障工件加工制造高效性。數控車床加工技術的應用有效提高制造企業工作效率，降低資本投入，推動企業進一步發展。

1 數控車床加工工藝原理

作為一種現代機械，數控車床實現加工制造全自動，主要由輔助、驅動、主機以及數據編程四個部分組成。數控車床最核心的裝置當屬主機，該裝置主要發揮加工、切割工件的作用。主機加工工件部分主要包括床身、立軸、主軸以及進給機構[1]，可以對直線圓柱、蝸桿、斜線圓柱、圓弧以及旋螺紋等工件進行加工，工件性能繁多。數據編程裝置包括硬件裝置以及軟件內核兩個部分，存儲、加工處理有效數據，并完成輸入編程。驅動裝置則是由進給點擊、進給單元、驅動單元以及主軸電機四個部分組成，通過遵照主機發布的指令，順序完成規定任務，是數控車床最為關鍵的驅動部件，數控車床主軸驅動以及進給驅動均由驅動裝置完成。在數控車床加工工藝中，輔助裝置是由排屑、監測以及噴射[2]等裝置組成，主要發揮制冷、照明以及潤滑的作用，有效輔助整體加工制造。

2 數控車床加工精度的主要影響因素

數控車床加工精度主要受到編程精度、插補精度、伺服精度以及車精度等因素的影響，同時由加工制造、加工材料、設備安裝、質量檢測、管理控制條件以及加工環境等多個因素共同決定。

首先，數控車床伺服系統在進給方面存在誤差。在數控車床加工過程中，伺服系統自動操作管控，及時反饋設備運作情況，發揮重要作用。傳動過程中驅動滾動絲杠同步上升或者下降，進而影響數控車床加工精度。實際加工過程中伺服系統大多處于關閉狀態，當運行時傳導錯誤信號，使得滾動絲杠發生反向運轉[3]，進而影響零件加工質量；當出現間隙則會使得數控車床發生空轉，進而嚴重影響數控車床加工精度。

其次，車道參數誤差也會降低數控車床加工精密度與準確度。數控車床主要利用數控系統來控制車刀，加工處理盤、軸等零件表面，以獲得計劃的零件尺寸與形狀。數控車刀主要用于切削加工零部件，確定尺寸大小，其道具參數直接決定數控車床加工精度。在實際加工過程中，為了保障達標的加工精度，應從刀具選用、刀具安裝等多方面考慮，慎重選擇刀具材質、使用切削用量以及刀具角度，安裝時要認真考慮車刀主偏角、零件軸線高度差、車刀磨鈍標準以及刀尖過濾圓弧等參數，避免參數誤差影響數控車床加工精度。

3 提高數控車床加工精度的有效措施

3.1 優化數控車床整體設計

在設計數控車床整體加工構架時，工作人員應利用先進技術，嚴格把控車床各零件設計生產，結合“熱對稱面”[4]工藝理論優化主軸系統，將數控車床加工精度的影響因素相關零件設置于熱對稱面之上，合理設計主軸系統，改善數控車床主軸漂移問題，控制誤差在可接受范圍之內，提高加工精度。在設計數控車床結構重心時，可以結合具體要求，適當降低車床重心高度，增加車床擺動模態頻率等指標，保證結構基本剛度的基礎上，減少結構材料使用量，以實現控制車床重心的目的。

3.2 誤差補償

為了提高數控車床加工精度，可以合理應用誤差補償法，有效結合數控車床整體軟件系統以及硬件系統，對于相關設備予以精確定位，利用軟件編程，消除反向間隙間隙，合理加工插補，即使是低精度車床技術也可以制造加工出高精度的零部件。部分數控車床可以在其數控系統中設置若干存儲單元，來存儲反向間隙，一旦某軸發生反向運動則從存儲單元內讀取反向間隙數值，以補償修正坐標位置，避免產生加工誤差。

3.3 提高數控車床導軌精度

當前，人們越來越重視數控車床導軌機構以及車身設計，要求其具備高標準鋼強度以及抗震能力。在選擇斜車車身形式時，可以采用封閉筒狀結構，利用物理力學性質，應用斜車車身實現工件切割，減少鑄造環節，減輕工件重量，節約企業投資成本，提高資源利用率，進而保障數控車床加工精度。如，在進行高負荷切割時，可以結合具體要求選擇合適的鑲鋼滑動導軌以及注塑材料螺栓，以減少底座導軌與鋼導軌之間的間隙大小。

4 結束語

綜上所述，在實際加工制造過程中，數控車床加工精度受到諸如插補精度、編程精度以及伺服精度等多因素影響，為了提高其加工精度，設計人員應合理優化數控車床整體構架，避免運行誤差，并針對可能出現的誤差制定預防措施，以提高車床工作效率，進而提升企業經濟效益。