基于数控车床加工精度影响因素及提高对策

基于数控车床加工精度的影响因素及提高对策探析

摘要：数控机床加工零部件方便快捷，节省人力并且更为高效。影响零部件的质量因素有很多，除了工艺因素、操作技巧之外更主要的是数控机床的加工精度。想要提高数控机床加工的精度就要对影响精度的因素给予控制，本文对影响数控车床精度的因素进行了分析，并提出了一些方法和措施为提高数控车床的加工精度起到了一定的指导作用。

关键词：数控车床加工精度因素分析

0.前言

在机械制造的发展过程中，数控车床的出现无疑是最让人欣喜的事情。数控车床一出现就得到了制造业的广泛关注同时也被广泛的使用。作为先进的制作加工仪器，数控车床不仅是为机械制造业提供了便利，节约了大量的人力劳动；还同时创造出了更为丰富的社会、经济价值。数控车床在加工制作零件的过程中，对加工精度的要求和控制直接关系到生产出的产品质量。制造业的不断前进和发展推动着产品制作的自动化进程，也不断提升着对制作产品的品质新要求，要想保证产品质量就必须相应提高数控车床制造加工的精度。数控车床在制造加工零部件时的加工精度主要是由车床的精度、编程精度、伺服精度以及插补精度等因素共同来决定。除了这些主要的影响因素以外，数控车床制作加工的精度还要受到很多外界环境因素的影响，比如说材料质地、制造过程、安装水平、检测技术、控制手段、环境等。不管是内部因素还是外部环境影响，每

一个小小因素差异或是控制不到位都会是造成数控车床制造加工出现误差的原因。因此，要想保证生产的零件加工质量就必须对数控车床加工过程给予合理控制，对能够影响车床加工精度的影响因素进行综合分析，找出能够影响车床精度的主要影响因素。除了要加强对影响因素的分析控制之外还要掌握一些数控车床加工操作中的技巧和方法有效的避免精度误差的出现。

1.影响数控车床加工精度的因素分析

影响数控车床制作加工的因素有很多，不仅仅只有机床的内部因素还包括了一些外部影响因素。数控车床出现精度偏差主要影响制作零部件本身的尺寸和形状。数控车床的制作加工精度主要是由两部分控制，其一是数控系统的控制精度；其二是车床的机械精度。在这两个部分中直接影响数控车床精度的是数控系统的控制精度以及伺服控制方法，而机械精度不是关键的影响因素只是会制约机床加工时的精度。数控车床出现精度偏差可能原因是①机床主轴轴承的跳动误差、②车床热变形误差、③车床运行几何偏差、④刀具稳定性、刀具磨损和⑤刀具切削时的振动等。在这些众多因素里最常见会出现误差的是床刀具的几何参数以及伺服系统。

目前大部分数控车床是利用伺服电机驱动滚珠丝杠实现其位置控制，这就使得数控车床的精度直接受到滚珠丝杠的制约，一旦传动出现误差将直接影响机床的精度。在已经设定好的伺服系统下，数控车床在加工制作零部件时伺服电机的滚珠丝杠做反方向的运动，这就会形成空隙造成空运转。空转的后果就是会使得轴承与轴

承座之间的空隙产生反向间隙误差，再加之运转过程中会受到外力的作用使得数控机床的传动、运动部件出现一定程度的弹性变形。伺服系统出现误差包括了正向运转误差、反向间隙两部分，出现误差后机床运转时将受力不均匀发生弹性间隙最终影响车床精度。数控机床对零部件的加工主要是通过刀具的来完成的，车刀按照一定的轨迹运行将零件打磨成想要的形状和大小。因此，数控车床的加工精度将受到车床刀具的影响。车床刀具的刀尖圆弧半径、主偏角、车刀刀尖距与零件中心高的偏差等一系列参数，不仅会影响到零件生产的外观和粗糙程度还会造成零件加工过程中的精度降低；如果相关的参数不合理更会使得道具使用寿命的下降。

2.提高数控车床加工精度的对策探析

如何来提高数控机床的加工精度成为目前大家关注的重点，根据数控机床实际使用过程中的精度偏差情况，提出相应的误差防止措施和相应的方法和措施来提高加工的精度。

1）采取一定的误差补偿措施对零件加工的精度给予提高。数控车床采用伺服系统车床的精度会受到反向偏差的影响，在零件生产加工过程中可以通过采取相应的补偿措施来降低反向偏差带来的

影响，清除反向间隙。对于不具有补偿功能的数控车床，可以采取编程法来达到补偿功能。编程法主要是在数控装置的储存单元中设定若干个专用的反向间隙值，当车床在加工生产中数控装置会不定时的对指定位置进行监控，一旦发现反向间隙值发生改变就会给予相应的修正和补偿。

2）做好必要的误差防范措施，对误差进行事前防止控制。误差的防范措施主要是防止数控车床在制造和设计时出现的误差，消除误差源。这种方法是降低误差的传统方法之一，主要可以采取的方式有：采取提升机床在生产加工、装配时的精度；增加车床的整体刚度减小变形；对生产加工温度以及环境进行监控采取必要的降温措施等。防止误差的方法主要是提高车床性能的硬性条件来完成的，使得采取这种方法的造价也相应提高。这种方法的经济性也制约了它在使用过程中的使用效果，当车床性能提升到一定程度时再想提高就会很难。

3）对车床刀具的合理控制和选择。刀具是数控车床加工零件的重要工具，选择刀具时必须要考虑它的耐磨、耐高温、强度等参数，还要要求刀具能够承受一定的压力、冲击力以及震动。选择刀具的过程中还要考虑加工零件的材质以及生产加工工艺，常见的车床刀具主要是由高速钢、硬质合金、陶瓷材料和超硬材料等制作而成的，不同的材料有不同的特点要根据相应要求进行选择。除了选择合适的刀具外，还要合理的控制好刀具在生产加工时的几何角度，才是保证生产零件精度的关键之处。车刀的几何角度包括了刀尖圆弧半径、主偏角、车刀刀尖距、刃倾角、前角、后角和副后角。主偏角直接影响刀尖的强度、切削层断面形状，主偏角应取大些一般情况取大于90°。对于刀尖圆弧半径越大的车刀来说，其加工出的零件表面粗糙度越显细化；对于刀具前、后角越大的车床刀具越是锋利，表面越为细化，但缺点是强度变差。数控车床加工精度与采用的刀

具有很大的关系，就必须合理的选择和控制刀具，还要对生产加工时刀具的磨损情况进行把控，从而有效的提高车床加工精度。

3.结论

综上所述，数控机床作为制造加工中一类先进的设备，它为加工制造带来了方便，也提出了新要求。数控车床加工出的零部件的尺寸、形位等的精度直接影响生产加工的质量，生产加工人员最为关心的就是数控机床的精度问题。影响数控机床制作加工的因素有很多，只有找出这些因素影响精度的作用机理，找出因素之间的相互关系，把握好它们的发展规律，才能采取合理的控制措施来防止误差的出现，提高数控车床制作加工的精度。

参考文献

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