机械制造技术基础课程论文

数控机床及其加工精度的提高

摘要：现代工业生产中通常注重两个要点：1，有较高的生产效率。2，加工出来的产品要有很高的精度。所以，高精度的数控机床的需求越来越大，使用数控机床实现精密加工也是现在一大研究热点。影响数控机床加工精度的因素很多，怎样在这些互相影响的因素中找到其规律与共性，把握和利用好它，更好地发挥数控机床的特性，提高零件的加工质量与生产效率，是本文讨论的要点。本文旨在对数控机床、数控机床的加工精度主要影响因素及针对这些因素应该如何改进进行简要说明。

关键词：数控机床加工精度夹具刀具精密加工

随着数控技术的发展，速度和精度是数控机床的两个重要指标，它直接关系到加工效率和产品的质量。考虑到数控机床的控制方式和使用特点，高速度、精度加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。所以，我们对机床的生产率和加工精度提出了更高的要求。

数控机床与普通机床相比，有以下特点：

1.具有较强的适应性和通用

数控机床的加工对象改变时，只需重新编制相应的程序，程序输入计算机后就可以自动地加工工件的相应表面。同类工件系列不同尺寸、不同精度的工件，只需局部修改或增删零件程序的相应部分。随着数控技术的迅速发展，数控机床的柔性也在不断地拓展，逐步向多工序集中加工方向发展。

2.有较高的加工精度和稳定的加工质量

数控机床是按数字形式给出的指定脉冲进行加工的。目前数控系统的最小设定单位（也称为数控脉冲当量，即数控装置每输出一个指令数字单位，机床移动部件的位移量）普遍达到了0.001mm。进给传动链的反向间隙、丝杠导程误差以及刀具磨损径向误差等均可由数控装置进行自动补偿，所以可获得较高的加工精度。

当加工轨迹是曲线时，数控机床可以做到进给量基本保持恒定。这样，加工精读和表面质量可以不受零件形状复杂程度的影响。

3. 具有较高的生产率

数控机床可充分发挥刀具的切削性能。能有效地缩短切削时间。数控机床的功率和刚度

通常都比普通机床高，因此，允许进击大切削用量的强力切削。

数控机床在程序指令控制下可以自动换刀、自动变换切削用量、快进快退等、实现多种切削方法的集中加工，因而大大缩短了辅助时间。

在数控加工过程中，由于可以自动控制工件的加工尺寸和精度，一般只需作首件检验或关键尺寸的抽样检验，因而可以减少停机检验时间。

4.改善劳动条件

数控加工时，工人不需要直接操作机床，而是编好程序调整好机床后由数控系统来控制机床，免除了繁重的手工操作，并且，数控机床四面都有防护罩，不用担心切屑飞溅伤人。通常一个人能管理几台数控机床，可大大提高劳动生产率。当然，对工人的文化程度和技术水平要求也相应提高。数控机床的操作者，既是体力劳动者，也是脑力劳动者。

5.便于现代化的生产管理

用计算机管理生产是实现管理现代化的重要手段。数控机床的切削用量和切削条件、切削时间等都是预先编好的程序决定的，能实现数据化。这就便于准确地编制生产计划，为计算机管理生产创造了有利条件。数控机床适宜于与计算机联机和联网，所以目前它已成为计算机辅助设计、计算机辅助制造和计算机管理一体化的基础

基于数控机床的特点，要提高数控机床的加工精度，可以从工艺因素及操作技巧方面入手：

一、工件装夹方法及夹具的合理选择

数控车床上装夹工件的方法与一般车床基本一样。数控机床切削加工时，应对零件进行定位、夹紧设计以及夹具的选用和设计等问题上要作全面考虑来提高加工精度。

1.零件的定位与装夹方法的选择：

工件的定位安装应力求使设计基准、工艺基准与编程计算的基准统一，应当合理选择定位基准和夹紧方式，要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。

除一般轴类零件用三爪自定心卡盘直接装夹外，对于一些特殊零件，必须合理选择装夹方法，否则对零件加工质量将带来负面影响，不能发挥数控车床高精度加工的优越性。如细长轴零件在车削时，由于工件散热条件差，温升高，轴向因热变形造成较大的伸长量，如果

用“一夹一顶”方法装夹时，尾座顶尖就不能用固定顶尖，否则细长轴易产生弯曲变形，科学合理的装夹方法是改用钢丝过渡夹紧，另外，在中间可以安装中心架或跟刀架，在跟刀架的支承调整中其压紧力要适度，如果有间隙则达不到提高工件钢性的目的，如果压紧力过大，则细长轴加工后，表面呈现“竹节”状，影响圆柱度。车薄壁工件时隔时为了防止径向夹紧力引起工件变形，可以采用轴向夹紧，开口环过渡夹紧或用软爪夹紧的方法，另外还可在一端预先留较厚的工艺凸缘。车削曲轴时可以中间搭一个中心架来提高工件的刚度，以防因切削力的影响而变形。

2.夹具的选用和设计：

尽量选用通用夹具装夹工件，避免采用专用夹具；注意减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面；尽量采用组合夹具，零件定位基准重合，以减少定位误差。

在设计选择夹具时，首先要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定。其次，要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。同时，还应考虑：

（1）当零件生产批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调式夹具及通用夹具，以缩短生产准备时间、节省生产费用；

（2）在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单；

（3）零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停机时间；

（4）夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工；

（5）在选择工装时应有利于刀具交换，避免发生干涉碰撞；

（6）在成批生产中还可采用多位、多件夹具，以提高加工效率。

二、刀具的合理选择与使用

刀具的选择、刃磨、安装正确直接会影响到加工工件的质量。根据工艺系统刚性、具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑，采用不同的刀具和切削用量，对不同的表面进行加工，刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应都将有利于提高零件的加工质量。

1.合理确定对刀点

对刀点是在数控机床上加工零件时，刀具相对于工件运动的起点。又称“程序起点”或