數控車床加工精度影響因素分析及其控制

劉京苑

(清遠職業技術學院，廣東 清遠 511500)

0 引言

近年來，數控車床被廣泛應用于機械制造等工業生產當中，為企業創收增盈，提高生產效率發揮著重要作用[1]。工業生產中對于機械產品的精度要求較高，尤其是精密儀器制造等，更是對數控技術提出更加嚴格的要求。因此，如何提高數控車床的精度操作，準確無誤地按照設計要求生產出合格產品，嚴格把控好質量關、安全關，具有十分重要的意義。

1 精度影響因素分析

在實際操作過程中，由于參數設置，操作人員經驗不足，操作標準不統一，車床設備老化磨損等多方面因素的影響，都會導致加工精度出現偏差，從而影響產品加工的質量。只有通過對主要影響因素的仔細分析，加以針對性整改，才能為生產合格產品提供有效保障。

1.1 系統控制

伺服驅動一般在數控車床的系統控制之中擔任著重要角色，主要負責各加工部件之間的順暢銜接，便于按照流程施工[2]。其工作原理是利用滾珠絲杠進行有效定位，然后通過伺服電機提供驅動力，帶動各部件運轉，借助電機轉速的快慢，有效控制滾珠絲杠在定位中的施工精度。一般情況下，半閉環型的伺服系統被廣泛應用在數控車床加工工藝當中，在啟動電機開始工作前，電機將會呈現出反向運動狀態，從而會出現較明顯的偏振空隙，呈現空轉狀態，在電機運行平穩的工作狀態下，受到轉動部分和驅動機構的綜合外力影響，會出現一定范圍的彈性形變，加工點與其他待加工區位由于振動頻率不同，會出現明顯的差異，從而造成更多間隙產生，無法確保施工精度。在進行系統誤差分析時，還需要考慮方向間隙問題，以及由此產生的誤差值的疊加效應，這些因素都會降低產品機加工的精度質量。

1.2 參數控制

一般情況下，數控車床主要通過計算機數字編程按照既定的程序進行機加工，把需要加工的各項數據以數字形式輸入到程序當中，通過參數設置來調整車刀對零部件等待加工產品的切削扯絲工作，以此確保加工出來的成品能夠符合設計要求。

車削加工過程中，主偏角和刀尖的圓弧半徑等基本參數可通過車刀進行反映，加工棒料時，軸向尺寸往往容易造成一些偏差，當出現此類問題時，應當及時進行合理分析，減少誤差影響。此類誤差與主偏角之間通常存在一種反比關系，當主偏角逐漸增大之后，對應的誤差會相應減小；但與刀尖圓弧的半徑關系卻呈現正比關系。因此，當加工過程中車刀參數受到影響發生變化，也會造成加工精度的降低。

2 提高精度的控制措施

2.1 加強幾何精度管理

要通過加強過程管控來提高車床的加工精度。在車床正常工作狀態下，要嚴格控制車刀的切削速度，以求達到設計加工的理想精度要求，切勿將切削速度固定在高速運轉狀態下，盡量減少空隙產生和偏振的影響，從而影響精度施工。在加工操作過程中，可以利用滾動鋼制軌道的方式，促進切削工作更加流暢，結合鋼制軌道的剛度情況，提高導軌自身穩定性，使得車床能夠在穩定導軌平面自由滑動。同時，在車床設計之初，還應當考慮借助輔助設備對滑道進行加固，使其始終處于水平位置，導軌與基座之間應盡量減少縫隙，如果存在縫隙，還需要及時采取輔助物進行充填，確保通過提高車床設計的進一步合理性，來保證切削工作的平穩順滑加工，減少故障率和精度下降。

2.2 誤差補償措施

要合理利用數控系統特有的補償功能科學分析處理在操作過程中的誤差補償。當出現誤差偏差時，應該及時分析偏差原因，采取有效措施進行補償，注重細節和過程上的管控。比如在實踐工作中，可適當利用閉環伺服系統的相關軟件來完成對應控制目標，確保將車床進行有效控制，使其能夠發揮基本作用。在具體加工過程中，較容易出現反向偏差的問題，當出現此類情況時，應及時采取相關措施，減少對定位精度造成負面不可控的影響。與此同時，也可以采取反向偏差的補償技術對加工環節中存在的問題及時進行處理，妥善處置因此造成的誤差隱患，避免其對系統穩定性運行的影響。

2.3 源頭設計防控措施

在具體實踐工作中，面對系統誤差的問題，可以利用科學的防止方式處理。為了減少加工誤差和操作誤差，應從數控車床出廠的設計制造方面進行嚴格管控，對機械裝備的精度進行科學分析，采取合理手段進行干預，防止出現系統誤差問題。

2.4 精度綜合控制措施

2.4.1 對刀工作管控

按照對刀結構的不同，可將對刀方式劃分為2種不同的類型，分別為機械外部與機械內部。機械外部可以利用刀具預調儀適當地開展各種加工活動，還可以依靠試切手段開展對應工作，如果技術裝備尚不完善，則需及時確定斷面的中心點區域，將其視為至關重要的對刀點，在找到對刀點區域后，可以將該區域適當規劃，確保在機床回歸原來位置后，仍可以進行合理的對刀處理。當刀具與加工部件產生了有效接觸后，需要進行ZO類型測量處理，保證及時記錄刀補值，當Z軸任務完成了之后，可以適當利用試切手段，繼續處理X軸的對刀工作，以此強化精度管理。

2.4.2 科學調試

在完成基本對刀工作之后，還需重視調試工作進展情況，在加工零部件之前，需仔細梳理清楚調試細節，以便開展下一步調試活動。可以通過對基本行程的加工模擬，利用坐標系對刀具位置進行合理調整，精準確定，運用科學的手段提高加工質量。開始模擬實踐時，應對程序特點進行細致分析，采取科學措施對加工過程的各個環節進行仔細檢查，制定詳細預案，有效控制可能出現的故障問題，確保在自運行過程中，及時查找發現問題并有效處理，圓滿完成相應調試任務。

2.4.3 加工細節控制

在經過加工前的設備調試環節后，還需要檢查零部件產品的合格情況，若沒有基本的質量保障，將會嚴重影響下一步工作的開展。在調試環節可以詳細分析各部件之間配合運轉的情況，但并不能夠完全反映出每一個部件產品質量是否合格達標。在實際加工生產過程中，通常會因為細節問題影響加工精度。同時，試運轉期間，由于質量無法保證，也會造成刀具的磨損破壞，進而影響加工精度。

3 結語

在實際加工操作過程中，可以通過合理的預防控制措施對加工質量和加工環節進行調配管理。利用科學管控，嚴格遵循規章制度和工藝流程，促進專業人員的協調分工。從設備制造的設計、調試、加工、問題排查、改進建議、監督管理等方面入手，提升精度加工與精度管理水平，確保在精度提升后，產品質量與安全質量進一步得到保障，達到產品設計的預期目標。