影響數(shù)控機(jī)床加工精度因素及改進(jìn)關(guān)鍵問(wèn)題分析

杜勇

摘要：現(xiàn)階段，隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)的機(jī)加工行業(yè)的發(fā)展也日新月異。數(shù)控機(jī)床作為工業(yè)制造過(guò)程中的重要組成部分，它能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)的控制，從而完成機(jī)床的自動(dòng)化。但是，在數(shù)控機(jī)床實(shí)際的操作過(guò)程中，還是有很多的因素影響著數(shù)控機(jī)床加工的精度，如果數(shù)控機(jī)床的加工精度不準(zhǔn)確，就會(huì)在一定程度上影響企業(yè)的生產(chǎn)量，從而降低企業(yè)的成本。因此，相關(guān)的技術(shù)人員要不斷地對(duì)數(shù)控機(jī)床加工精度進(jìn)行改進(jìn)，為我國(guó)的工業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：影響;數(shù)控機(jī)床;加工精度因素;改進(jìn)關(guān)鍵問(wèn)題分析

當(dāng)前，科技不斷發(fā)展，在工業(yè)中使用的零件也越發(fā)精細(xì)，尤其是在使用之中，對(duì)元件的精準(zhǔn)程度要求極高，當(dāng)前對(duì)這些元件的生產(chǎn)主要是通過(guò)車床進(jìn)行加工，隨著工業(yè)不斷的發(fā)展，車床的精度不斷提升，尤其是當(dāng)前的數(shù)控車床，在精度上已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)非常高的水準(zhǔn)，但是隨著對(duì)精密儀器的不斷更新，當(dāng)前數(shù)控機(jī)床的精度也逐漸難以滿足需求，這就要求在數(shù)控機(jī)床的使用中，不斷進(jìn)行改進(jìn)，這樣才能讓數(shù)控機(jī)床的精度達(dá)到當(dāng)前的生產(chǎn)要求。

1數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)

數(shù)控機(jī)床由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、主機(jī)系統(tǒng)、加工輔助系統(tǒng)以及數(shù)控編程等幾部分構(gòu)成。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)就是數(shù)控機(jī)床的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，能夠?qū)⒐ぷ鲃?dòng)力提供給數(shù)控機(jī)床;主機(jī)系統(tǒng)就是加工機(jī)械的結(jié)構(gòu)，主要進(jìn)行加工切削工件等形式;加工輔助系統(tǒng)，就是為數(shù)控機(jī)床加工提供一些輔助功能，協(xié)助加工能夠精確且順利地進(jìn)行;數(shù)控編程系統(tǒng)就是控制數(shù)控機(jī)床的環(huán)節(jié)，是數(shù)控機(jī)床主要的特征，利用設(shè)計(jì)和輸入數(shù)控編程，便可以控制數(shù)控機(jī)床，自動(dòng)加工和處理工件。

2影響數(shù)控機(jī)床加工精度因素

2.1加工中的誤差因素

在實(shí)際的數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行過(guò)程中，位置誤差是影響加工精度的主要原因之一，出現(xiàn)位置誤差的主要原因是，機(jī)床零件在加工的過(guò)程中可能產(chǎn)生了間隙，或者是發(fā)生了彈性變形，同時(shí)零件在加工中的摩擦力可能會(huì)讓零件發(fā)生一定的位移，從而導(dǎo)致位置誤差的產(chǎn)生。在數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，位置精度主要取決于位移檢測(cè)裝置的精度，如果在加工零件的過(guò)程，零件的位置發(fā)生了一定的變化，那么一定會(huì)對(duì)數(shù)控機(jī)床加工的精度帶來(lái)一定的影響。此外，在一般情況下，數(shù)控化系統(tǒng)在加工某些零件時(shí)，會(huì)使用一些近似的刀具的輪廓對(duì)其零件進(jìn)行加工，這在一定程度上嚴(yán)重影響了零件的精密度和加工過(guò)程的準(zhǔn)確度。同時(shí)，誤差不但由機(jī)器和人為操作引起的，還是由設(shè)計(jì)程序引起的，所以如果誤差保持在規(guī)定的范圍之內(nèi)，那么生產(chǎn)出來(lái)的零件將不會(huì)有太大的問(wèn)題，如果加工過(guò)程中的誤差超出了規(guī)定的范圍，那么相關(guān)的數(shù)控機(jī)床的維修人員就要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的檢查，在檢查中發(fā)現(xiàn)故障要及時(shí)的進(jìn)行維修，從而保障數(shù)控機(jī)床加工的精確度。

2.2工藝制定對(duì)精度的影響

獲取數(shù)控加工任務(wù)之后，要對(duì)零件生產(chǎn)加工圖紙以及各類技術(shù)應(yīng)用要求進(jìn)行分析，擬定完備的數(shù)控加工技術(shù)工藝方案。工藝合理編訂對(duì)數(shù)控編程中諸多數(shù)據(jù)參數(shù)應(yīng)用與選取會(huì)產(chǎn)生較大影響，從而對(duì)加工精度間接產(chǎn)生影響。比如不同工藝編制會(huì)產(chǎn)生不同的機(jī)械加工原點(diǎn)，在程序編制中對(duì)原點(diǎn)精心選取，要依照加工要求以及精度情況進(jìn)行判定。原點(diǎn)位置選取不規(guī)范，會(huì)導(dǎo)致加工階段產(chǎn)生較多誤差問(wèn)題，對(duì)加工精度影響較大。

2.3機(jī)床性能的影響

通過(guò)對(duì)兩臺(tái)型號(hào)完全相同，但使用時(shí)間不同的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)，使用時(shí)間越短的機(jī)床，加工精度越高，隨著使用時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，加工精度會(huì)隨之下降。這說(shuō)明，機(jī)床在不斷地使用中，各方面性能會(huì)降低，所以很難始終保持最初的精度。雖然很多數(shù)控機(jī)床的工藝方案和數(shù)控程序都沒有任何問(wèn)題，但加工出來(lái)的零件卻仍然無(wú)法達(dá)到精度要求，該情況在很大程度上與機(jī)床本身的狀態(tài)有關(guān)。所以數(shù)控機(jī)床在使用一段時(shí)間后，需要通過(guò)調(diào)整，使其恢復(fù)最佳狀態(tài)，以減輕對(duì)加工精度的影響。

3數(shù)控機(jī)床加工精度優(yōu)化措施

3.1對(duì)伺服系統(tǒng)進(jìn)行誤差補(bǔ)償

傳統(tǒng)的伺服系統(tǒng)在使用的過(guò)程中，對(duì)剛度等問(wèn)題進(jìn)行一定的調(diào)整，以達(dá)到使用目的。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前在伺服系統(tǒng)方面實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，這讓很多傳統(tǒng)的工作都由系統(tǒng)進(jìn)行管理，能大幅度降低人為因素在其中出現(xiàn)的失誤，同時(shí)能對(duì)精度進(jìn)行一定補(bǔ)償，長(zhǎng)此以往，對(duì)其中很多功能都可以進(jìn)行控制，這樣就能控制精度。同時(shí)隨著當(dāng)前機(jī)械自動(dòng)化的普及，數(shù)控機(jī)床在使用的過(guò)程中，可以大量使用自動(dòng)化來(lái)達(dá)到計(jì)算功能，例如預(yù)先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)定，能讓系統(tǒng)自動(dòng)去判斷精度是否需要補(bǔ)償，用這樣的方式，一能加強(qiáng)精度問(wèn)題，二能提升效率，對(duì)質(zhì)量監(jiān)督方面也有很好的保證。

3.2提升數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)合理性

在數(shù)控機(jī)床主機(jī)設(shè)計(jì)階段要依照加工要求可以通過(guò)外購(gòu)等方式進(jìn)行物質(zhì)系統(tǒng)補(bǔ)充，在數(shù)控機(jī)床整體性設(shè)計(jì)過(guò)程中，要著重分析機(jī)床整體荷載能力以及運(yùn)行過(guò)程中受力平衡性，避免部分機(jī)構(gòu)在連接過(guò)程中由于承載力不合理產(chǎn)生更結(jié)構(gòu)斷裂以及不同程度變形問(wèn)題。數(shù)控機(jī)床在各類零件生產(chǎn)加工中會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)問(wèn)題，此類問(wèn)題對(duì)加工精度具有較大負(fù)面影響。所以在數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要適度降低機(jī)床整體高度來(lái)強(qiáng)化其運(yùn)行穩(wěn)定性。機(jī)床設(shè)計(jì)中要對(duì)冷卻水循環(huán)問(wèn)題進(jìn)行控制，避免各類工件在加工階段產(chǎn)熱量較大，導(dǎo)致加工誤差產(chǎn)生。

3.3加工精度刀具軸承上的提升

軸承轉(zhuǎn)動(dòng)和刀具切削，對(duì)于數(shù)控機(jī)床的加工精度的影響，都是重要的因素。因此，必須選擇高質(zhì)量和適合加工類型的刀具，結(jié)合加工不同材質(zhì)的零部件結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇。零部件加工的過(guò)程中，零部件加工的切削精度和力度以及深度等相關(guān)要求都要注意到，根據(jù)零部件的情況隨時(shí)調(diào)換刀具。使用時(shí)，需要靠近轉(zhuǎn)動(dòng)光滑穩(wěn)定和摩擦阻力小的軸承。例如，對(duì)于傳統(tǒng)皮帶傳動(dòng)式主軸，采用靜壓電主軸進(jìn)行替換，針對(duì)數(shù)控機(jī)床加工精度的有效提高至關(guān)重要。與傳統(tǒng)流動(dòng)體軸承進(jìn)行比較，空氣為潤(rùn)滑介質(zhì)，粘度比較小，空氣靜壓軸承既具有發(fā)熱少和摩擦磨損小的特點(diǎn)，又具有壽命長(zhǎng)和耐高低溫等相關(guān)優(yōu)點(diǎn)，并且在氣膜誤差均化效應(yīng)的作用下，回轉(zhuǎn)精度也很高，這些優(yōu)勢(shì)致使空氣靜壓電主軸可以很大程度上提升旋轉(zhuǎn)精度和運(yùn)轉(zhuǎn)速度，從而具有切削高精度和高速度得以有效實(shí)現(xiàn)。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，想要有效地解決數(shù)控機(jī)床加工精度的影響因素，就應(yīng)當(dāng)要結(jié)合具體的影響因素，制定出相應(yīng)的解決辦法，同時(shí)還要對(duì)數(shù)控機(jī)床的床身的設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化，控制原始誤差的同時(shí)結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)，這樣才能夠有效地提升產(chǎn)品的加工精度，促進(jìn)我國(guó)機(jī)械加工技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。

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（作者單位：齊重?cái)?shù)控裝備股份有限公司）