導(dǎo)語(yǔ)：數(shù)控加工精度影響因素及提升策略一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：數(shù)控機(jī)床的加工精度是機(jī)床制造者和使用者最關(guān)心的問題之一。通過對(duì)數(shù)控車床的工作原理闡述，分析了數(shù)控加工精度的類型特點(diǎn)和影響車床加工精度的幾個(gè)因素，并針對(duì)影響數(shù)控車床加工精度的兩個(gè)主要因素提出了相應(yīng)的措施和方法，以提高數(shù)控機(jī)床的加工精度。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；加工精度；影響因素

隨著現(xiàn)代制造業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的精度要求越來越高。數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)大大增強(qiáng)了機(jī)械制造的能力，為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)進(jìn)步做出了重大貢獻(xiàn)。數(shù)控機(jī)床搭配了可程序化控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)，在驅(qū)動(dòng)方式和加工結(jié)構(gòu)等功能方面都有較大幅度的改變，能夠更加精準(zhǔn)、快速地完成更為復(fù)雜、精密的零件加工。數(shù)控機(jī)床在加工的過程中能夠更大程度上保證產(chǎn)品輸出質(zhì)量，并提高加工速度，整體上提高了機(jī)械制造的能力和生產(chǎn)效率。數(shù)控機(jī)床雖然有著諸多優(yōu)點(diǎn)，但在加工過程中也會(huì)受到一些因素干擾，進(jìn)而對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響。

1、數(shù)控機(jī)床的工作原理

數(shù)控機(jī)床在很大程度上提高了機(jī)床加工的精度和效率，同時(shí)裝有可編程控制的自動(dòng)化系統(tǒng)和多工位刀塔，能夠進(jìn)行多種復(fù)雜、精密的零件加工，具有實(shí)用性強(qiáng)、加工精度高、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn).數(shù)控機(jī)床在工作時(shí)，主要是按照相應(yīng)的順序?qū)Υ庸すぜM(jìn)行處理，結(jié)合參數(shù)和數(shù)控要求的數(shù)控語(yǔ)言，對(duì)加工程序進(jìn)行編制，之后輸入，計(jì)算機(jī)數(shù)字化控制)裝置中，對(duì)加工程序進(jìn)行進(jìn)一步的處理和完善，之后向系統(tǒng)發(fā)出命令，由系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)床部件推動(dòng)刀具運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于零件的加工。

2、數(shù)控機(jī)床加工精度的影響因素

由數(shù)控機(jī)床的組成可以知道，通常情況下影響數(shù)控加工精度的主要因素包括兩部分，一是機(jī)床本身所具有的機(jī)械精度，一是機(jī)床所配備的伺服控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)精度。綜合實(shí)踐來分析，在眾多影響數(shù)控加工精度的因素中：機(jī)床本身制造誤差大約占到1/2，設(shè)備加工過程中誤差所占比例約為1/3，檢測(cè)誤差所占比例約為1/6。

2.1伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)因素

通過對(duì)數(shù)控機(jī)床的原理分析可知，伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的中樞控制部分，主要是通過將驅(qū)動(dòng)機(jī)床的部件轉(zhuǎn)化為零件進(jìn)行加工。伺服系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)又是通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠完成的，絲杠的傳動(dòng)精度就成為伺服系統(tǒng)的控制精度。數(shù)控加工設(shè)備通常采用半閉環(huán)控制伺服進(jìn)給系統(tǒng)控制，在產(chǎn)品加工過程中，絲杠收到伺服系統(tǒng)信號(hào)需要反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)有短暫的空轉(zhuǎn)狀態(tài)，這一空轉(zhuǎn)現(xiàn)象會(huì)引起反向間隙誤差，進(jìn)而影響數(shù)控加工精度。此外數(shù)控設(shè)備在傳動(dòng)過程中容易受到外界振動(dòng)和載荷的影響，繼而出現(xiàn)彈性形變，引發(fā)彈性間隙誤差。

2.2刀具參數(shù)變化因素

數(shù)控機(jī)床的加工過程靠的是刀具在程序控制下完成對(duì)產(chǎn)品的切削、銑磨等，以最終完成對(duì)產(chǎn)品的加工過程。在車刀切削的過程中，車刀存在主偏角和刀尖圓弧半徑，在切削棒料零件時(shí)，車刀的軸線會(huì)產(chǎn)生細(xì)微的偏差，如果不對(duì)偏差加以考慮，當(dāng)主偏角不斷減溫知新深圳大學(xué)工程訓(xùn)練中心廣東深圳518060小時(shí)偏差會(huì)不斷增大。因此，在數(shù)控設(shè)備加工過程中刀具的參數(shù)對(duì)于加工精度也有著一定的影響，需要在程序編程的過程中按照產(chǎn)品的特征，將刀具軸線所產(chǎn)生的偏差加以分析，對(duì)刀具產(chǎn)生的位移長(zhǎng)度進(jìn)行修正。此外，在數(shù)控機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，車刀的刀尖圓弧半徑、主偏角、刀尖與零件中心的高度偏差等都可能影響數(shù)控機(jī)床的加工精度，需要在編程時(shí)進(jìn)行考慮和分析。

3、提高數(shù)控加工精度的措施

3.1伺服系統(tǒng)誤差及抑制

數(shù)控加工過程中伺服系統(tǒng)的精確度對(duì)加工質(zhì)量的影響是直接的，對(duì)于伺服系統(tǒng)方面引起的誤差必須高度重視。為了更好地抑制伺服系統(tǒng)誤差，應(yīng)從機(jī)床的設(shè)計(jì)階段就采取相應(yīng)的措施，如采用動(dòng)態(tài)性能優(yōu)越的驅(qū)動(dòng)裝置，增強(qiáng)伺服裝置的抗壓、抗載能力等。當(dāng)數(shù)控設(shè)備的伺服裝置選定后，還應(yīng)該在系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置方面進(jìn)行優(yōu)化，可以選擇盡可能高的位置環(huán)增益，以保證各進(jìn)給軸的位置開環(huán)增益相等。伺服系統(tǒng)對(duì)直線、圓弧加工的影響及抑制方法：①速度誤差不影響單軸直線加工時(shí)停止位置的準(zhǔn)確性，只是在時(shí)間上實(shí)際位置達(dá)到指令位置有些滯后，但不影響精度。②當(dāng)各進(jìn)給軸位置開環(huán)增益不相等時(shí)，以45°時(shí)加工誤差最大。③加工圓弧時(shí)，為抑制伺服系統(tǒng)引起的輪廓加工誤差，首先應(yīng)設(shè)置各進(jìn)給軸位置開環(huán)增益相等，且盡可能大。

3.2提高床身導(dǎo)軌的幾何精度

現(xiàn)代科技在機(jī)械制造行業(yè)的廣泛應(yīng)用，數(shù)控加工設(shè)備也逐漸呈現(xiàn)出高速、高效、高精度的趨勢(shì)。數(shù)控加工技術(shù)發(fā)展的同時(shí)也對(duì)數(shù)控設(shè)備的結(jié)構(gòu)提出了相應(yīng)的要求，比如數(shù)控機(jī)床底座鑄件的重量及承重、承壓要求，數(shù)控導(dǎo)軌的精度、抗壓、防震設(shè)計(jì)等。一般來說，全功能數(shù)控車床為了保證各方面功能實(shí)現(xiàn)，會(huì)使用斜床造型來簡(jiǎn)化鑄件整體結(jié)構(gòu)，降低機(jī)床自身重量。基于力學(xué)角度考慮，采用斜床后的機(jī)床多采用封閉式筒形結(jié)構(gòu)，如此會(huì)大大提升機(jī)床整體的抗扭與抗彎強(qiáng)度，以確保設(shè)備在復(fù)雜的工況作業(yè)下，能夠始終維持良好的穩(wěn)定性。再者，從刀位的的移動(dòng)速度來看，隨著速度的加快要求導(dǎo)軌具備更好的抗負(fù)荷能力；為了保證數(shù)控車床在高負(fù)荷切削的條件下?lián)碛辛己玫木缺３中院洼^高的剛性，可以采用鑲鋼滑動(dòng)導(dǎo)軌副結(jié)構(gòu)，以確保導(dǎo)軌獲得最佳的幾何精度。

4、結(jié)束語(yǔ)

數(shù)控機(jī)床的加工精度是保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提條件，如何進(jìn)一步確保數(shù)控加工精度已經(jīng)成為機(jī)械制造業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的課題。隨著我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的飛速發(fā)展，數(shù)控加工設(shè)備作為其中重要的生產(chǎn)設(shè)備，在制造業(yè)中占有重要的地位。數(shù)控加工過程中，影響其加工精度的因素眾多，需要針對(duì)不同原因引起的加工誤差采取對(duì)應(yīng)的措施，以最大程度的保證數(shù)控加工質(zhì)量。

作者:溫知新 單位:深圳大學(xué)工程訓(xùn)練中心

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