數(shù)控車床技術(shù)加工精度工藝優(yōu)化

陳剛

（佛山市順德區(qū)鄭敬詒職業(yè)技術(shù)學(xué)校，廣東 佛山528300）

數(shù)控技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用以及數(shù)控設(shè)備的生產(chǎn)制造，是現(xiàn)階段評價一個國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)準(zhǔn)。隨著廣大科研研究人員的不斷努力，我國在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了飛速發(fā)展，現(xiàn)如今由我國自主研發(fā)的數(shù)控技術(shù)已在諸如汽車部件、電子元件、航空航天等領(lǐng)域得到廣泛推廣，數(shù)控技術(shù)也得到了社會各界的一致認(rèn)可，并極大水平地滿足了市場的發(fā)展需求。隨著我國數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴展，數(shù)控車床技術(shù)逐漸被引入至一系列精密儀器的制造中，由此成為現(xiàn)代制造技術(shù)的重要組成部分。數(shù)控車床技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用為社會發(fā)展帶來一系列便利的同時，也對機械制造水平提出了越來越嚴(yán)格的要求。如何確保制造出來產(chǎn)品的精度以及如何調(diào)整數(shù)控車床的軟硬件以保障加工精度，便成為現(xiàn)階段人們廣泛關(guān)注的問題。由此可見，對數(shù)控車床技術(shù)加工精度工藝優(yōu)化進行探索研究，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 數(shù)控車床概述

1.1 數(shù)控車床。數(shù)控車床，根本上而言是借助電子設(shè)備以對車床進行控制，作為當(dāng)前我國運行效率最高，覆蓋面最為廣泛的數(shù)控機床，其在數(shù)控機床總體數(shù)量中占比可達到約25%，并且呈不斷上升趨勢。數(shù)控車床同時還屬于是數(shù)控機床中的一種基礎(chǔ)類型，在其中扮演著十分重要的角色，長期以來一直為全球各國所廣泛關(guān)注。數(shù)控車床通常被應(yīng)用于各式各樣軸承零部件的生產(chǎn)加工中，同時，還可應(yīng)用于對擴孔、鉆孔，三角螺紋，梯形螺紋等的加工[1]。

1.2 數(shù)控車床工作原理。對于數(shù)控車床的工作原理而言，首先，數(shù)控裝置內(nèi)的計算機對經(jīng)由輸入裝置以數(shù)字、字符編碼方式所記錄的信息開展相應(yīng)處理后，然后經(jīng)由伺服系統(tǒng)、可編程序控制器向機床主軸及進給等執(zhí)行結(jié)構(gòu)下達指令，機床主體則依據(jù)該部分指令，并在檢測反饋裝置的協(xié)助下，對工件加工對應(yīng)動作，例如刀具相對于工件的運動軌跡、進給速度、位移量等要求實現(xiàn)自動控制，進一步實現(xiàn)對工件的加工。值得一提的是，其中確定加工工藝流程及編制加工恒旭，是至關(guān)重要的一環(huán)。

2 數(shù)控車床技術(shù)加工精度的影響因素

隨著我國市場經(jīng)濟發(fā)展的不斷深入，制造企業(yè)要想在日趨白熱化的市場競爭中占據(jù)有利位置，必須要具備生產(chǎn)高精度產(chǎn)品的能力，這也是評定一家制造企業(yè)制造水平的重要標(biāo)準(zhǔn)，由此要求推進數(shù)控車床加工精度的優(yōu)化工作，提升數(shù)控車床操作人員的操作水平，實現(xiàn)生產(chǎn)工藝的優(yōu)化升級。數(shù)控車床的加工精度可分為數(shù)控系統(tǒng)的控制精度和機床本身的機械精度，而它們則受操作人員編程水平、加工材料、伺服系統(tǒng)控制精度等因素重要影響，總的而言，可將這些因素劃分成以下幾類：一是數(shù)控車床自身精度因素；二是伺服系統(tǒng)的誤差及抑制因素；三是車刀材質(zhì)和車刀選用因素；四是對刀試切技術(shù)及測量誤差因素等。在數(shù)控車床加工實踐中，必須要對一系列影響因素開展深入分析，并采用有效措施實現(xiàn)對各種誤差的有效防范，方可切實提升數(shù)控車床的加工精度，進一步提高產(chǎn)品的加工精度。

結(jié)合數(shù)控車床工作原理而言，伺服系統(tǒng)是數(shù)控車床運行中必不可少的一部分。該系統(tǒng)在運行時主要是為數(shù)控車床各部件提供驅(qū)動力，進一步將部件轉(zhuǎn)化為零件，保證數(shù)控車床加工工作的順利開展。為了保障伺服系統(tǒng)的控制精度，就要求提高絲杠的傳動精度，進一步實現(xiàn)電機驅(qū)動絲杠對伺服系統(tǒng)的有效控制。現(xiàn)階段，在數(shù)控車床加工普遍采用的是閉環(huán)式伺服系統(tǒng)，在實際加工中，伺服系統(tǒng)需要先將信號傳輸至絲杠，接收到信號后絲杠在開展反向運行，與此期間，絲杠會出現(xiàn)空轉(zhuǎn)情況，由此便會造成反向的間隙誤差，進一步會對數(shù)控車床加工精度帶來影響。

3 數(shù)控車床技術(shù)加工精度工藝優(yōu)化策略

3.1 改進數(shù)控車床的總體設(shè)計。為切實提高數(shù)控車床的加工精度，應(yīng)當(dāng)從數(shù)控車床設(shè)計切入，加強數(shù)控車床研究制造的深入研究，確保數(shù)控車床制造質(zhì)量，進一步從源頭上提高數(shù)控車床加工精度。現(xiàn)階段，大部分?jǐn)?shù)控車床制造企業(yè)為實現(xiàn)自主研發(fā)設(shè)計，推進主機結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，對于一些重要部件往往會通過國外引進，其根本便是為了提高數(shù)控車床的質(zhì)量，促進收獲更理想的經(jīng)濟效益。在數(shù)控車床設(shè)計過程中，應(yīng)當(dāng)秉承等剛度原則，保證形變的應(yīng)力均衡地設(shè)置于各個部件結(jié)構(gòu)上，從而防止由于剛性較差的部件的利用對車床加工精度造成影響[2]。同時，還應(yīng)當(dāng)明確到數(shù)控車床的運行還受車床結(jié)構(gòu)重心影響，因此在保證剛度均衡的同時，還要盡量減少上部結(jié)構(gòu)材料施用量，從而達到降低中心的目的。除此之外，還應(yīng)當(dāng)在數(shù)控車床實際時關(guān)注主軸系統(tǒng)的熱態(tài)特性，在設(shè)計期間有效防范可能引發(fā)的熱誤差偏差，進一步防止由熱變形所為數(shù)控車床加工精度帶來的影響。

3.2 防范伺服系統(tǒng)的誤差及抑制。在數(shù)控車床加工中，必須要提高對伺服系統(tǒng)可能引發(fā)誤差的有效重視。為推進對數(shù)控車床的有效把控，如數(shù)控車床的驅(qū)動裝置應(yīng)當(dāng)選用具有良好動態(tài)性的裝置，并提高伺服系統(tǒng)的抗壓能力及抗載能力，進一步實現(xiàn)對伺服系統(tǒng)可能引發(fā)加工誤差的有效把控。另外，在對數(shù)控車床伺服裝置進行確定過程中，還應(yīng)當(dāng)對各項系統(tǒng)參數(shù)進行全面優(yōu)化，例如在開環(huán)增益過程中應(yīng)當(dāng)選擇相對高的位置，進一步使伺服系統(tǒng)得到有效優(yōu)化。

3.3 加強對誤差補償法的有效應(yīng)用。誤差補償法可有效提高數(shù)控車床的加工精度，這一方法注重實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的補償功能以補償數(shù)控車床坐標(biāo)軸的誤差，以此達到提高數(shù)控車床加工精度的目的。通過對誤差補償法的應(yīng)用，可使原本精度水平有限的數(shù)控車床生產(chǎn)加工出精度水平頗高的復(fù)雜產(chǎn)品。對于該項方法的應(yīng)用，可借助軟硬件進行實現(xiàn)，一是對于半閉環(huán)式伺服系統(tǒng)的數(shù)控車床，反向偏差會一定程度上影響數(shù)控車床的定位與重復(fù)定位誤差，為此，通過應(yīng)用誤差補償法，可實現(xiàn)對反向偏差的有效補償，進而切實減少加工零件的誤差。二是借助編程法實現(xiàn)對誤差補償法的有效應(yīng)用，即為通過插補加工操作，以有效滿足零件公差要求，進而達到提高數(shù)控車床加工精度的目的[3]。

3.4 加強對誤差防止法的有效應(yīng)用。誤差防止法也能夠有效提高數(shù)控車床的加工精度，但該項方法與誤差補償法存在一定區(qū)別，這是因為該項方法強調(diào)的是開展好預(yù)先的誤差預(yù)防工作，即為在數(shù)控車床設(shè)計制造環(huán)節(jié)就要進行誤差源查找，防止出現(xiàn)誤差。該項方法現(xiàn)如今已在提高數(shù)控車床加工精度中得到廣泛推廣，并且該種預(yù)先防范的手段還有助于盡可能的消除安全隱患，保障數(shù)控車床的安全有序運行。對于誤差防治法的實際應(yīng)用，可從以下幾方面內(nèi)容切入：例如，把控數(shù)控車床運行環(huán)境，提高數(shù)控車床加工精度；提高數(shù)控車床零部件的裝配精度，保證數(shù)控車床結(jié)構(gòu)的完善性，進一步提高數(shù)控車床的剛度[4]。需要注意的是，在應(yīng)用該項方法過程中，需要考慮企業(yè)經(jīng)濟效益所受車床制造成本的影響，因此需要結(jié)合實際情況，綜合應(yīng)用各項提高數(shù)控車床加工精度的策略，以防止進入加工精度提升瓶頸。

總而言之，數(shù)控車床技術(shù)憑借其一系列優(yōu)勢，近年來在我國制造業(yè)中得到廣泛推廣。然而現(xiàn)階段我國數(shù)控車床需求量雖然十分大，但總體技術(shù)水平仍舊有待提高，諸如低端產(chǎn)品過剩、高端產(chǎn)品不足的現(xiàn)象屢見不鮮，這位數(shù)控車床制造業(yè)帶來了巨大的考驗。所以，制造企業(yè)必須要加大對數(shù)控車床技術(shù)的專研研究，尤其是在其性能方面，應(yīng)當(dāng)擴展對其精度的研究及應(yīng)用領(lǐng)域，進一步切實提升數(shù)控車床的加工精度。通過本文研究，得到數(shù)控車床精度受機床、零件、編程等一系列因素影響，因此制造企業(yè)必須要不斷完善技術(shù)，從機床控制、零件優(yōu)化、編程控制等方面著手，以此不斷提高數(shù)控車床的加工精度，盡可能減少誤差，使數(shù)控車床技術(shù)能夠更好地服務(wù)于制造業(yè)發(fā)展，促進企業(yè)的有序健康發(fā)展。