數(shù)控車(chē)床加工精度影響因素探究

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摘要：數(shù)控車(chē)床，為目前應(yīng)用比較廣泛的一種數(shù)控機(jī)床，在指揮機(jī)床加工零件中適用性高，做好功能為切槽、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔以及鏜孔等，且具有高性能、高精度、低噪音等特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然，受到一些因素的影響，也易使數(shù)控車(chē)床加工精度降低。因此，本文以數(shù)控車(chē)床加工作業(yè)原理為切入點(diǎn)，進(jìn)一步分析數(shù)控車(chē)床加工精度的相關(guān)影響因素，并提出數(shù)控車(chē)床加工精度提高措施，希望以此促進(jìn)數(shù)控車(chē)床加工精度的全面提高。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車(chē)床；加工精度；影響因素；提高措施

0引言

數(shù)控機(jī)床為先進(jìn)的機(jī)械加工設(shè)備之一，在各行業(yè)產(chǎn)品精加工生產(chǎn)作業(yè)中，發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。目前市場(chǎng)推廣應(yīng)用的數(shù)控車(chē)床加工效率頗高，且精準(zhǔn)度也頗高，能夠?yàn)橄嚓P(guān)行業(yè)生產(chǎn)效益的提高提供有效幫助。然而，隨著加工生產(chǎn)工藝要求越來(lái)越高，同時(shí)受到相關(guān)因素的影響，如伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)因素、車(chē)刀控制因素等[1]。為了提高數(shù)控車(chē)床加工精度，鑒于此，本文圍繞數(shù)控車(chē)床加工精度的影響因素及提高措施進(jìn)行分析。

1數(shù)控車(chē)床加工作業(yè)原理概述

基于數(shù)控車(chē)床加工期間，主要以各類(lèi)形狀要求為依據(jù)，然后針對(duì)相關(guān)工件進(jìn)行加工處理。與此同時(shí)，在數(shù)控車(chē)床當(dāng)中，一般進(jìn)行了若干個(gè)工作工位及多功能加工區(qū)域的配備，主要優(yōu)勢(shì)為：其一，加工范圍廣；其二，可實(shí)現(xiàn)大量加工作業(yè)；其三，可發(fā)揮復(fù)雜加工及補(bǔ)償加工功能，進(jìn)而使工件加工作業(yè)的便捷性及高效性得到有效提升[2]。從數(shù)控車(chē)床加工作業(yè)原理層面分析，數(shù)控車(chē)床利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械控制技術(shù)，加上傳感裝置、控制裝置、動(dòng)力裝置的協(xié)同作用，使自我控制功能有效發(fā)揮出來(lái)；而操作工作人員則需針對(duì)數(shù)控車(chē)床提前進(jìn)行加工流程的編制，進(jìn)一步由數(shù)控車(chē)床結(jié)合系統(tǒng)指令，使加工作業(yè)流程有效完成，最終使刀具在得到相應(yīng)控制的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)高效加工作業(yè)。

2數(shù)控車(chē)床加工精度的相關(guān)影響因素分析

雖然數(shù)控車(chē)床加工的優(yōu)勢(shì)突出，且作用顯著，但也會(huì)受到一系列因素的影響，使數(shù)控車(chē)床加工精度降低?？偨Y(jié)起來(lái)，具體影響因素如下：

2.1伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)因素

在伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)因素的影響下，會(huì)大大降低數(shù)控車(chē)床的加工精度。一般情況下，伺服系統(tǒng)經(jīng)驅(qū)動(dòng)車(chē)床的相關(guān)裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的加工，從其操作機(jī)理來(lái)看，即：對(duì)數(shù)控車(chē)床的定位滾珠加以利用，在伺服電機(jī)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)及控制，進(jìn)一步使數(shù)控車(chē)床能夠順利、高效地將加工任務(wù)完成。期間，滾珠絲杠的傳動(dòng)誤差，可能會(huì)對(duì)數(shù)控車(chē)床的加工精度產(chǎn)生影響。而數(shù)控車(chē)床在利用半閉環(huán)控制伺服功能的基礎(chǔ)上，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車(chē)床電機(jī)的整體控制。基于加工期間，絲杠需反方向運(yùn)作，期間易發(fā)生空轉(zhuǎn)的狀況，進(jìn)而引發(fā)反向間隙誤差問(wèn)題。此外，在數(shù)控車(chē)床當(dāng)中，其傳動(dòng)設(shè)備可能受到外力的作用，使彎曲變形的問(wèn)題發(fā)生，使部分區(qū)域受力有彈性間隙問(wèn)題出現(xiàn)，進(jìn)一步使數(shù)控車(chē)床加工的精度降低。

2.2車(chē)刀控制因素

基于數(shù)控車(chē)床加工作業(yè)期間，需針對(duì)材料實(shí)行切削處理，使其成為工件所需的形狀。然而，車(chē)刀運(yùn)行期間，易呈現(xiàn)車(chē)刀控制和軸線尺寸之間存在誤差的狀況，進(jìn)一步導(dǎo)致工件加工發(fā)生誤差。所以，基于數(shù)控車(chē)床編程期間，雖然對(duì)加工參數(shù)進(jìn)行了合理地設(shè)置，但由于車(chē)刀運(yùn)行軌跡控制難度大，進(jìn)而易使加工期間發(fā)生誤差問(wèn)題，最終使數(shù)控車(chē)床加工的精度降低。

2.3運(yùn)行誤差因素

數(shù)控車(chē)床電機(jī)處于運(yùn)行期間，易受到圓整誤差、逼近誤差的影響，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)期間發(fā)生速度不具合理性的狀況。其中，對(duì)于圓整誤差來(lái)說(shuō)，是指在對(duì)步進(jìn)電機(jī)控制過(guò)程中，讓脈沖當(dāng)量形成的直線位移達(dá)到最小值，然后控制零件圖紙尺寸與脈沖個(gè)數(shù)，使其滿(mǎn)足對(duì)接規(guī)格參數(shù)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求；而在實(shí)際數(shù)學(xué)處理作業(yè)期間，只允許把脈沖當(dāng)量值當(dāng)作圓整，進(jìn)而便易引發(fā)誤差問(wèn)題。此外，對(duì)于逼近誤差來(lái)說(shuō)，指的是針對(duì)零件輪廓進(jìn)行編程期間，會(huì)使用到擬合思想計(jì)算近似算法，以此保證計(jì)算獲取的數(shù)據(jù)與輪廓逼近；與此同時(shí)，基于不規(guī)則零件處理期間，采取近似對(duì)非圓曲線的線形分割方法，用直線將曲線代替，使得形成的刀具輪廓和實(shí)際加工擴(kuò)型之間有所差異，這種差異即為逼近誤差?？傊?，無(wú)論是圓整誤差，還是逼近誤差，均會(huì)影響數(shù)控車(chē)床加工的精度，所以需采取有效方法，使這兩種誤差得到有效控制。

3數(shù)控車(chē)床加工精度提高措施分析

為了提高數(shù)控車(chē)床加工精度，需采取有效的提高措施?？偨Y(jié)起來(lái)，具體提高措施如下：

3.1伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)誤差控制

基于數(shù)控車(chē)床設(shè)計(jì)期間，有必要嚴(yán)格控制伺服系統(tǒng)，進(jìn)而使加工精度得到全面、有效的控制。一方面，需對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)態(tài)性能加以改善，及時(shí)更新整體設(shè)備的驅(qū)動(dòng)裝置；或者，通過(guò)性能優(yōu)良的驅(qū)動(dòng)設(shè)備的定期更換，使數(shù)控車(chē)床基于驅(qū)動(dòng)期間，可以獲得優(yōu)良的控制效果。另一方面，有必要提升裝置的抗壓水平及承載能力，保證伺服系統(tǒng)能夠?qū)C(jī)械零件起到承載作用，進(jìn)一步使加工零件控制的精準(zhǔn)度得到有效提升。此外，將數(shù)控車(chē)床將伺服裝置安裝完好之后，需結(jié)合具體的加工需求，對(duì)系統(tǒng)參數(shù)加以?xún)?yōu)化，從而使數(shù)控車(chē)床的誤差得到進(jìn)一步的控制。

3.2車(chē)刀運(yùn)行幾何精度控制

由于數(shù)控車(chē)床的加工精度，會(huì)受到車(chē)刀運(yùn)行幾何精度的直接影響。所以，對(duì)于數(shù)控車(chē)床相關(guān)設(shè)計(jì)工作人員來(lái)說(shuō)，有必要結(jié)合具體加工需求，以力學(xué)角度為切入點(diǎn)，使數(shù)控車(chē)床的車(chē)身導(dǎo)軌得到合理科學(xué)的改善，進(jìn)而使其幾何精度得到有效提高，保證整體導(dǎo)軌的精度及抗壓效果優(yōu)良，進(jìn)而使車(chē)刀的運(yùn)行得到有效控制。與此同時(shí)，考慮到車(chē)刀運(yùn)行期間能夠?qū)?shù)控車(chē)床的各項(xiàng)功能有效發(fā)揮出來(lái)，可采取斜床造型將既往復(fù)雜的鑄件整體結(jié)構(gòu)代替，從而使數(shù)控車(chē)床的抗彎效果及承載能力得到有效提高，進(jìn)一步提高數(shù)控車(chē)床的加工精度。

3.3運(yùn)行誤差控制

如前所述，受到圓整誤差、逼近誤差影響，會(huì)使數(shù)控車(chē)床電機(jī)在運(yùn)行期間的質(zhì)量受到影響，進(jìn)而影響數(shù)控車(chē)床加工的精度。因此，一方面需對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行合理控制，同時(shí)對(duì)機(jī)械剎車(chē)功能進(jìn)行合理應(yīng)用及控制，保證誤差值控制在允許值標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。另一方面，需對(duì)零部件成本與樣本之間的偏差進(jìn)行合理管控，使數(shù)控車(chē)床加工的精度得到有效提高，進(jìn)一步提高加工生產(chǎn)質(zhì)量效益。

3.4誤差補(bǔ)償改進(jìn)控制措施

除上述提高數(shù)控車(chē)床加工精度的措施以外，還有必要結(jié)合數(shù)控車(chē)床加工的實(shí)際情況，落實(shí)有針對(duì)性的控制措施，以誤差補(bǔ)償改進(jìn)控制措施為例，在數(shù)控車(chē)床加工精度控制期間，通過(guò)誤差補(bǔ)償?shù)姆椒?，主要針?duì)已經(jīng)存在的坐標(biāo)軸進(jìn)行補(bǔ)償，利用軟、硬件結(jié)合的方法，使加工產(chǎn)品的進(jìn)度得到全面提升。值得注意的是，基于半閉環(huán)伺服系統(tǒng)運(yùn)行期間，反向偏差可能會(huì)導(dǎo)致定位進(jìn)度受到影響。所以，基于誤差補(bǔ)償期間，需通過(guò)反向偏差補(bǔ)償?shù)拇胧勾祟?lèi)誤差得到有效抵消。在數(shù)據(jù)車(chē)床設(shè)計(jì)階段，為了使加工精度得到有效控制，通過(guò)誤差補(bǔ)償措施的應(yīng)用，可對(duì)現(xiàn)有的數(shù)控車(chē)床進(jìn)行合理利用，無(wú)需更換，能夠使企業(yè)的成本得到有效控制。此外，在絲杠進(jìn)給作業(yè)期間，通過(guò)誤差補(bǔ)償措施的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)滾珠絲桿的有效補(bǔ)償?；跀?shù)控車(chē)床加工期間，絲桿進(jìn)給是否準(zhǔn)確，對(duì)數(shù)控機(jī)床的精度影響較大，若絲桿進(jìn)給不夠準(zhǔn)確，則數(shù)控機(jī)床的精度難以得到有效控制，進(jìn)而易產(chǎn)生誤差問(wèn)題；尤其在螺紋加工期間，因使用了橫縱聯(lián)動(dòng)的方式，在橫縱絲桿出現(xiàn)縫隙的情況下，進(jìn)一步會(huì)使螺紋加工發(fā)生比較大的誤差問(wèn)題。針對(duì)此類(lèi)情況，數(shù)控機(jī)床相關(guān)技術(shù)控制工作人員，需通過(guò)間隙補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ龊脻L珠絲桿誤差的補(bǔ)償處理，使間隙有效消除，從而使數(shù)控車(chē)床滾珠絲桿的性能及使用年限得到有效提高。此外，為了使數(shù)控車(chē)床加工精度得到全面提高，還有必要選擇合理的加工工藝，降低加工誤差，提升加工質(zhì)量及精度。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，數(shù)控車(chē)床在機(jī)械加工生產(chǎn)作業(yè)中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，然而受到一系列因素的影響，會(huì)使數(shù)控車(chē)床的加工精度降低。因此，需加強(qiáng)伺候系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)誤差控制、車(chē)刀運(yùn)行幾何精度控制以及運(yùn)行誤差控制。此外，還有必要結(jié)合數(shù)控車(chē)床實(shí)際運(yùn)行情況，落實(shí)誤差補(bǔ)償改進(jìn)措施等，以此有效提高數(shù)控車(chē)床加工精度，進(jìn)一步促進(jìn)數(shù)控車(chē)床加工生產(chǎn)作業(yè)質(zhì)量效益的全面提高。

參考文獻(xiàn)：

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[2]任軍亮.數(shù)控車(chē)床加工精度的影響因素及提高措施分析[J].時(shí)代農(nóng)機(jī)，2019,46(07):33-34.

作者:王鵬 單位:中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司加工制造分公司