影響數控車床加工精度的因素及應對措施

艾思旭

中國航發哈爾濱東安發動機有限公司 黑龍江哈爾濱 150066

數控車床在應用到各個行業中，能夠帶來更大的經濟效益。數控車床加工時，十分注重加工精度和產品質量，我國在引進自動化技術后，更是對數控車床加工精度引起了重視和提出了新的要求，即編程精度、伺服精度等的提高，會明顯提升數控車床的應用價值，使得數控車床應用更加廣泛。

1 影響數控車床加工精度的主要影響因素

1.1 車刀幾何參數出現較大誤差

相關的工作人員在進行數控加工時，會選擇車刀等設備進行操作和處理。如：車刀在對零件處理時會遵循已經設定好的行動軌跡，但是如果車刀出現圓弧半徑問題或者車刀偏角問題等，在處理加工零部件時也會出現一系列問題，如：軸線尺寸產生較大誤差。圓弧半徑不斷增加與軸向尺寸變化量等有直接關系，兩者存在緊密聯系。操作人員在進行數控機床的操作時，會對軸向尺寸偏差予以充分的考慮，并根據零部件所持有特點和使用的規范等，合理處理軸向尺寸和位移長度，在對位移長度等進行優化和調整后，對加工流程等進行合理編制。尤其是車刀的刀尖距和圓弧半徑等參數沒有在合理調整和設置，會對加工的精度等產生影響。例如：某車間在加工時，技術工作人員通過對軸向進行檢查發現其存在的較大偏差，再加上車道規格尺寸不符合要求、刀具使用時產生摩擦和損害，導致零件加工質量產生不良的影響。因此，為了能夠防止零件加工或者處理時精度變低，車床人員需要對車刀參數和車刀尺寸等進行重視，進一步明確刀具使用規格，注意刀具的磨損情況，并設置相應的補償參數[1]。

1.2 伺服控制系統出現誤差

逼近誤差依靠數學原理理論展開線性處理過程中，針對非圓結構處理時使用的是直線輪廓，并不是曲線輪廓。然而直線輪廓使用過程中極易出現非常大的偏差，例如：通過對加工零件進行檢查得知該零件的輪廓形狀不符合圖紙設計中的要求，在一定程度上降低了加工能力。另外，如果伺服控制系統存在非常嚴重的問題時，同樣會直接影響加工過程，不利于制定出更加精細的加工方案。

伺服系統同樣會直接影響數控車床車削加工生產期間形成的圓弧工藝或直線工藝等，實際上是直接影響了機械移動的速度；如果伺服系統嚴重影響了機械的加速度，就需要技術人員加強對伺服系統的控制，同時設計恰當的控制方案。數控機床加工時應用該系統能夠提升數控車床的加工效率和作業效率，通過采用相關控制的手段，以提升該系統應用的可靠性。如果沒有對其進行有效控制，將對該系統的效果產生不良影響。在實際操作中我們發現，技術人員在加工生產期間缺少對各項參數的管控，致使生產的機械零件成品和樣品存在不相符的情況，最終直接影響了數控車床加工的質量[2]。

1.3 電機運行時產生的誤差

數控車床在加工過程中還會對電機驅動和電機使用過程等產生的誤差等進行重點的關注，相關人員在全面分析這一誤差產生的主要原因和技術因素，以對數控加工速度等予以保障，同時還能夠提升產品的質量。而從實踐中我們發現，電機在使用過程中經常出現圓整誤差和逼近誤差，在制定出控制方案后，加強對電機轉速和剎車功能等治理，以保障其誤差值能夠符合其加工的標準。

1.4 編程誤差

編程誤差之所以產生主要與數控機床內部的數學邏輯問題有直接關系，為了降低其誤差，使得其精度明顯提升，只有采用適合的方法才能提升數控車床的分辨率。

2 提升數控車床加工精度的有效對策

數控車床主要是由數控主機、輔助系統、數控設備技術控驅動設備等組合而成，在機械零件加工生產過程中使用這些設備，可以明顯提高零部件的加工生產效率，強化控制技能。車床的核心主要為數控裝置，該裝置包括電路板、CRT顯示器、其他軟件等，使得加工作業精細化程度得到明顯提升。因此，數控車床加工精度在控制時，應該對使用刀具、電機運行的狀況、伺服控制系統等進行完善，其詳細的情況如下所示：

2.1 對刀和規范刀具

對刀的方法主要有機外對刀和機內對刀。機外對刀主要是利用刀具預調儀進行對刀，同樣可以采用試切法進行對刀。每一把所使用的刀具，需要以該點為零點對刀，刀補值在自動記錄相應的數值，保障Z軸對刀完成。X軸需要對刀利用試切對刀，開展對工件開展微量切削，測量被切削的數值，即輸入X20和X軸為20mm，刀補值記錄，進而完成對刀。這一方法在利用時，對于操作人員的經驗有著較高要求[3]。

數控車床加工生產期間，數控車床的使用性能會受到多方面因素產生的不利影響，如：車刀的型號、參數及特點等，最終導致精密零部件的加工受到一定的影響，降低其加工水平。所以如果刀具類型與制定標準不相符，就需要適當調整以往車削加工的方法，從而可以讓刀具符合加工生產的條件與要求。比如，某數控車床車削加工生產過程中，需要留出刀補，特別需要在加工生產以前加強控制有關零部件的型號與規格，即保障在1mm左右。加工時，還需對測量零件余量等進行測量，以對車削加工精度等進行合理控制，在進行二次的加工工藝后，能夠控制徑向進給量，保障其數量值控制在0.5mm左右；允許加工公差標準值為0.04mm。同時，數控機床加工時，還應該對余量、加工余量、公差中間值等進行控制，即控制在0.8mm、1mm和0.02mm。

數控機床在加工時，還應該對刀點開展有效控制，即對斷面中心點進行明確，深入剖析刀區域。數控機床技術在控制過程中，需要全面檢查使用效果后，反饋出機械零部件真實的使用反饋，從而可以使機械加工的效率與質量得到全面提高。另一方面，數控機床加工生產過程中，還需要進一步細化生產產品，加大對機械零部件加工面、刀具等控制的力度，采取試切實驗等方法，全面檢測數控機床相關技術。針對機械零部件的處理與測量，需要進行補刀操作，這樣可以將生產技術水平提升到標準高度。利用X軸處理刀具時，還需要更好的管控零部件加工生產過程，快速發展零部件生產過程中出現的新問題，加快技術的創新與完善，從而可以實現產品加工的精細化。所以，工作人員運用該技術過程中，需要不斷的積累經驗，強化自身的技能，基于完善與優化數控機床技術的同時，合理控制零部件加工誤差。

2.2 加強對伺服系統的控制

數控車床加工時需對控制系統展開合理的應用，主要是因為伺服系統在車床加工過程中發揮著不可獲取的作用，相關設計人員在對該系統開展有效的升級后，使該系統中的零件在精度的把握上和性能方面都發揮出了明顯的改變。同時項目施工人員在數控加工中合理應用這一系統時，評價著其強大的優勢和功能，增強了車床加工的質量和效率。另外，在對這一系統進行控制時，相關施工人員應該對該系統運行時易產生的誤差或者偏差等進行糾正，使得車床加工時加工的產品達到相關標準，實現機械零部件現代化發展。因此，系統服務能力想要提升，通過開展對系統的改造和升級，生產出高性能的配件等顯得尤為重要。例如：加強對驅動部件進行改造和升級，對設備參數等進行監督、計算和優化等，能夠實現車床加工的最大化發展[4]。

伺服系統在應用時，還應該加強對車削加工步驟的控制和管理。主要是因為車削加工步驟（速度的或者開環效益）等與伺服系統的應用有直接聯系。其在控制時主要針對以下方面提出解決的對策：

①車削加工時會受到不同速度的影響，產生較大誤差。針對于這一情況，應該重視單軸直線加工的控制，而想要把握好指定的時間應該以工況條件為基礎，待到一些加工作業完成后，對誤差值等進行有效控制。②反復測試開環增益效果，尤其是在遇到不同產品類型的加工時，應將軸的角度控制在45°，在達到這一角度標準后，使得零部件精度等得到提升，增強加工產品的質量。③針對于精密圓弧部分進行加工過程中，應保障開環增益能夠保持一致，進而使得車床精密加工的能力得到不斷提升。

2.3 采用誤差補償措施

數控機床加工中產生的誤差主要包括逼近誤差和圓整誤差，在對這些誤差進行合理就控制和管理，能夠明顯提升數控機床的精準度。不同的誤差采用的方法各不相同，針對于逼近誤差，主要采用近似算法、彌合思想算法。即通過利用這一方法，能夠計算出零件的廓形。在計算時應構建相應模式，計算出不規則零件近似值，從而有效控制精密零部件再加工時產生的較大誤差。其中補償的措施主要指在對控制系統進行控制，以軟件和硬件的方式提升機械設備的精準度。開展對硬件的補償時，還需要對加工零件開展有效的控制和調整，這樣才能使得精度得到提升。軟件補償時通過開展對軟件的升級和操作、控制等，保障后臺控制中心具有更加優質的服務。誤差補償措施能夠對數控車床加工中存在的問題進行有效控制，加強對相關管理技術升級，以增強其經濟效益。另外，該技術在應用時，需對這一技術使用的效益等開展有效的測量和評估，通過合理分析掌握其可能存在的問題，不斷增強該系統的性能[5]。

加大對設備車床的合理調試等，待到測試合格后，進行數控機床的加工，從而使得零部件加工時更加安全、有保障。加工之前，相關設計人員在制定出加工工藝方案時，通過反復論證和實踐，以提升零部件加工的可行性，進而使其達到標準范圍，這樣才能開展有效的施工。數控機床在加工時，還應對相關的細節開展有效控制，如：及時對刀具磨損狀況等進行有效控制盒檢查，及時對磨損的刀頭等進行更換和控制，以免加工精度受到不良的影響。數控機床在進行具體的加工時，應該開展機床的動態化監控，即對誤差補償措施的結果和產生效果等開展監督和管理，使其技術在應用時更加標準。

2.4 按照編程原則進行參數的設置

相關人員在對不同產品的精度要求進行了解后，在編程時需要遵循“先粗車、后精車”等原則，增強其精度。同時，為了能夠防止出現縮料的情況，應該先鉆孔再端平；小公差工件表面所出現的變形或者被劃傷的情況，應先考慮大公差。同時，根據材料明確轉速和切深、進給。如：碳鋼材料的參數分別為：SI1600、F02.2mm；硬質合金參數設置為S800，F0.08，0.5mm。

2.5 提前做好對誤差情況的防范

為了進一步降低數控車床加工時出現的誤差，需提早做好防范，因此，在運行過程中，為了對工作人員進行防范，應該根據數控機床操作實際情況等進行合理設計，如：對數控車床部件或者數控車床程序等進行設計，通過優化數控車床裝置，以避免其在運行中產生較大誤差。設計人員在對數控車床整體結構進行設計時，還需要對數控車床加工設備周圍環境等予以充分考慮，以減少其由于的環境造造成的破壞和溫度失衡帶來的不良影響，通過對整體數控車床進行有效設計，旨在能夠有效提升數控車床加工的精準度。

2.6 定期對使用設備的檢查

數控機床在運行過程中很容易出現各種故障，而當出現這些故障時，也會對數控機床的加工精度產生不良影響，更加嚴重的還會影響數控機床的順利運行。因此，為了能夠提升數控機床的精度，需要對出現的故障進行有效控制，定期對故障進行維修和檢查，如：相關人員在制定詳細的維護方案，設計檢查計劃和維護計劃等，進而保障數控機床不在出現任何的故障，進而提升數控車床的精準度。

3 結語

影響數控車床加工精度的因素較多，實際操控過程中由于機械發生磨損、控制程序出現錯誤等，導致加工精度出現偏差，進而降低工件加工的整體質量。因此，車床操作過程中應不斷完善不足之處，加強對機械磨損、誤差、參數、系統等方面控制和管理，在提出應對舉措后，以將誤差降到最低，為加工工件質量提供有效保障。