數控車床加工精度優化探討

呂美花

（西山礦業管理有限責任公司鉆探分公司， 山西 太原 030053）

引言

數控技術發展水平是衡量國家工業生產現代化建設的重要標準，經過眾多科研工作者長時間堅持不懈努力，我國數控技術也取得了跨越性的進步。數控技術在航空、電子元件、汽車部件等眾多生產領域有著非常廣泛應用，數控技術優勢也得到了社會的一致認可。數控車床在工業生產領域中的應用，使工業生產呈現出了現代化、科技化的特性，滿足了我國工業生產領域現代化建設需求。工業生產領域的不斷發展對產品生產精度也提出了更高要求，如何提升數控車床加工精度已經逐漸成為促進我國工業生產領域進一步發展的研究重點，也是科研工作者應重點關注和解決的內容。

1 數控車床加工精度影響因素分析

數控車床加工精度控制可以概括性地劃分成兩部分，第一部分為數控車床系統運行控制精度，第二部分為數控車床機械加工精度。產品生產質量是企業在市場競爭中獲得優勢的關鍵，同時也是企業立足于市場的基礎。數控車床加工精度控制與企業生產水平以及市場核心競爭力有著非常緊密的聯系，若是加工精度控制水平較低，那么企業產品生產質量也不能得到良好保障，企業產品加工生產中材料消耗較多，產品生產質量也不能得到消費者和需求者的認可，對企業市場名譽以及競爭力會造成嚴重損害，不僅會壓縮企業的經濟效益空間，同時還會阻礙企業的可持續發展。對數控車床加工精度影響因素進行總結，主要包括了以下幾方面：數控車床自身精度控制水平、數控車床加工道具選擇、機床夾具構造及制作材料、測量誤差等。想要提高數控車床加工精度，需要對每一個數控車床加工精度影響因素進行透徹分析，加強影響因素的控制力度，應用有效措施降低、消除這些因素影響，避免產品加工與設計要求存在誤差，使企業可以生產出優質的產品。

2 數控車床加工中存在的問題

數控機床加工過程中存在一些問題，對產品的質量有所影響，應該進一步改進。

2.1 軸類產品加工完成后存在錐度

對以往數控車床軸類產品加工進行分析了解到，加工完成后的產品大多帶有錐度，產品生產質量不能得到有效保障，企業后續還需對產品進行進一步的調整，增加了產品生產環節，降低了產品生產效率。導致該生產問題出現主要有以下幾方面原因：第一，數控車床加工產品主軸與回轉中心線發生了偏離情況，并且與數控車床導軌平行線控制要求不符；第二，數控車床應用年限較長，實際應用階段也沒有注重對數控車床進行維護和保養，導致數控車床導軌出現了嚴重破損情況，數控車床設備運行階段出現了讓刀問題，從而導致軸類產品生產加工完成后存在錐度；第三，數控車床卡盤沒有得到有效的保養，卡盤破損程度較大。軸類產品生產加工階段，數控車床右邊卡盤會長期處于高負荷運行狀態中，若是沒有對其進行有效的保養、維護，或者對破損嚴重的卡盤進行更換，便會很大程度降低加工部件的夾緊程度，產品生產加工質量也會受到損害[1]。

2.2 加工螺紋件存在誤差

數控車床對螺紋件進行加工時，螺紋件加工成效與設計要求會存在一定的偏差。該問題出現主要是受到了以下兩方面因素的干擾：第一方面，數控車床裝配工作人員在對刀具進行裝配時沒有進行嚴格控制，因操作不當導致刀具裝配位置與實際位置不符，數控車床運行存在配合干擾問題。目前市場中加工的螺紋件的牙型角大多為60°，數控車床裝配過程中采用的是人工裝刀方式，裝配的輔助工具也是為了滿足刀片應用需求，所以如果裝刀過程控制不當，會嚴重影響數控車床加工精度控制。第二方面，數控車床上裝配的螺紋刀具因長時間應用產生破損現象，螺紋刀運行軌跡與設計軌跡存在一定差異，不能保證生產出的螺紋達到設計要求。螺紋刀具破損嚴重生產出的螺紋規則性較低，產品生產質量將無法滿足實際應用需求。

2.3 刀具加工參數存在較大偏差

刀具加工參數存在較大偏差是數控車床設備實際應用中經常出現的問題，該問題對產品生產質量影響程度較深。數據車床在對產品進行加工存在時間間隔，在間隔時間范圍內會進行刀具補償操作。很多數控車床操控人員在管控系統輸入補償值后，會“本能”地觸碰測量按鍵，這時刀具位置也與標準位置出現偏差，最終使得刀具運行參數發生改變，影響產品加工生產質量。數控車床的管控程序也會導致刀具加工參數發生更改，與設計要求存在差異。數控車床運行中很多測量程度是需要工作人員配合的，若數控車床生產系統建設應用的是G00程序，則不會對數控車床運行造成不良影響；但若數據車床系統建設應用的是G28程序，數控車床會回歸于最終工作狀態中，致使道具加工參數與控制要求不符[2]。

3 提高數控車床加工精度的有效策略

3.1 規范工件裝夾的方式

工件裝夾方式直接決定了加工工件數控車床所在位置，以及數控車床承載刀具運行軌跡的標準性。所以應對工件裝夾方式進行規范。技術人員應精準性地判定工件定位基準，應用可靠性較強的夾緊方式，夾緊構件安裝完成后需要對夾緊程度進行審核，降低錯誤裝夾發生次數，可應用組合家居方法避免工件裝夾存在不良問題。對于結構較為特殊、對數控車床加工存在特殊要求的工件，數控車床生產管理和技術人員選擇裝夾方式過程中還應對工件設計圖紙進行審核，避免因選擇的裝夾方式不合理，最終影響數控車床產品生產加工精度，損害企業市場競爭力。

3.2 科學安排加工工藝

明確數控車床生產加工工藝是數控車床設備產品加工前期準備工作的核心、關鍵所在，同時也是提升數控車床加工精度控制力度的有效措施。如果數控車床生產加工前沒有對選擇應用加工工藝進行全面分析，應用的加工工藝與產品生產需求不符，那么數控車床設備運行中就會出現嚴重錯誤，數控車床產品自動化加工生產優勢不僅得不到展現，而且最終生產的產品還有可能成為廢品，過度消耗企業生產資源。對加工工藝進行綜合、全面分析，最終再進行數控車床管控程序編制，這樣才能展現數控技術優勢，促進企業生產力提高。結合加工部件設計圖紙對加工工藝進行分析，明確部件生產加工內容、各項控制指標、產品生產的合理加工方式，以及最科學的加工路線，判定部件加工適合應用的刀具。

3.3 合理選擇加工刀具

刀具選擇、安裝、維護保養都會對數控車床加工精度控制造成不良影響。結合數控車床運行的剛性需求、加工部件的結構特性，以及加工技術要求，總體考慮應對數控車床裝載何種刀具，削切處理實際用量。粗車時應利用強度性能良好，且耗損系數較低的刀具，這樣可以保證粗車時大背出刀量的控制要求。精車時應考慮到應用刀具的精準度、損耗指數以及刀具的切割性能，切實保證產品加工切割的精準性。刀具制作材料選擇也是非常關鍵的，刀具實際應用中會處于高溫、高壓狀態中，同時還會受到高強度摩擦力。所以要求制作刀具應用的材料不僅強度性能良好，在高溫條件下其性能不會發生改變，材料還應具備良好的韌性[3]。

3.4 嚴格控制數控機床編程過程

對整個數控機床編程過程進行嚴格控制，對刀具行走路線進行約束和規范，保證數控車床的生產優勢可以充分體現出來，生產創造出精度性較高的產品，滿足企業產品生產質量控制要求。數控車床程序編制不能脫離產品生產實際情況，應在對產品設計圖紙進行深入分析的基礎上再開展該項工作，使得數控車床生產加工效率和精度都能得到良好保證。應用先進的計算機軟件進行加工部件三維可視化模型建設，以數字化方式呈現生產零件，并使加工零件可以得到全面化體現。編程應考慮到加工部件材質特性、刀具形狀和加工工藝需求，這樣才能保證編程的合理性，較大程度提升數控車床加工精度。

4 結語

目前，數控車床加工精度控制不足已經成為限制我國工業生產領域發展的重要因素。要不斷地對工件裝夾方式進行改良，科學選擇加工工藝，并對加工刀具選擇和程序編程進行嚴格控制，這樣才能不斷提升數控車床加工精度，為工業生產領域現代化發展奠定良好基礎。