自動編程的數控加工精度的影響因素研究

宋守斌

摘 要：本文結合自動編程零件加工過程中影響數控加工精準度的一些重要因素，從優化自動編程數控加工工藝方案、對刀時刀尖和工件回轉中心誤差防控、自動編程的數控加工精度誤差控制、機床電氣參數運行異常等方面探究提升自動編程的數控加工精度策略，以期更好地促進自動編程數控加工的發展。

關鍵詞：自動編程；數控加工精度；影響因素

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）20-0059-02

Study on Influence Factors on NC Machining

Accuracy of Automatic Programming

SONG Shoubin

（YangLing Vocational & Technical College，Xianyang Shaanxi 712100）

Abstract： Combining with some important factors that affect the precision of NC machining in the process of automatic programming parts， this paper probed into the improvement of self programming NC machining process scheme， tool tip and workpiece rotary center error prevention and control， automatic programming error control of NC machining precision and abnormal operation of machine tool parameters. The NC machining accuracy strategy of dynamic programming was to promote the development of automatic programming CNC machining.

Keywords： automatic programming；NC machining accuracy；influencing factors

在數控機床實際生產運用中，相關人員要加強對自動編程的數控加工精度的影響因素分析，從而更好地促進數控機床發展。

1 自動編程原點、數據處理、加工路線對數控機床加工精度的影響及解決對策

1.1 自動編程原點對數控機床加工精度的影響和解決對策

在數控機床自動編程中，編程原點位置和安排嚴重影響零件的加工精度。因此，在零件加工時要始終堅持編程基準、設計基準、工藝基準統一的原則，降低零件加工計算的誤差。另外，編程原點需要和圖紙基準保持一致，簡化數據計算，減少數據計算誤差的產生。

1.2 自動編程數據處理對數控機床加工精度的影響和解決對策

如果用手工計算的方式處理數控機床數據，則很難控制好各個節點之間的精準度。為此，可以通過以下方式來提升數據計算的精準度：首先，在手工計算時，將中間數據保留在四位小數以上；其次，根據數控機床脈沖當量來調整自動編程尺寸；最后，在計算脈沖當量的過程中，要將各項計算結果保留三位小數以上。

1.3 自動編程加工路線對數控機床加工精度的影響和解決對策

在數控機床自動編程中，加工路線的選擇要從以下幾方面入手。第一，加強對進刀、退刀方法對零件輪廓影響的認識。在進行一些精度較高的零件加工時，要避免進刀和退刀在表面進行。第二，在大多數情況下，應用順銑的方法加工零件，但如果零件表面存在硬化層，則需要選擇逆銑的方法進行加工[1]。

2 自動編程工藝方法對數控機床加工精度的影響及解決對策

在應用這一工藝方案的過程中容易出現的誤差主要包含以下幾種。第一，基準選擇不一致出現的基準不重合誤差。在工件被安裝到機床主軸時，要通過對刀的方式建立機床坐標系。為了提升零件加工精度，要在零件設計基準上選擇刀點，并考慮對刀操作的方便性和準確性。第二，工序安排不恰當造成的誤差。在考慮毛坯剛性、毛坯變形、零件精度等因素的基礎上，按照先粗后精的原則實現對零件的精細化加工。對于幾何形狀誤差和表面粗糙要求較高的軸或者孔，可以通過粗、精加工各一半的方式進行加工。在加工過程中，為了消除誤差，可以應用車削模塊中分層次切削的方式進行加工。另外，在粗、精加工過程中，要深刻認識到S、F、Ap的取值是不同的。為此，在具體加工操作中需要進一步明確粗加工和精加工的目的。第三，對刀不恰當造成的誤差。數控機床加工時程序起始點Rt需要在零件設計基準或者工藝基準上進行，進而提升數控機床加工精度。在數控機床加工過程中，由于不同類型道具刀位點不同，在對刀時，需要確保刀位點和對刀點Rt在同一個位置點上。但從實際操作情況來看，外圓車刀、帶有半徑R的刀和夾刀之間的距離較大，在操作過程中容易出現對刀誤差。為了有效解決這個問題，相關人員可以應用光學對刀儀進行機外對刀或者機上對刀[2]。

3 自動編程對刀時刀尖高度高于或者低于工件回轉中心出現的加工誤差及解決對策

在自動編程操作中，如果刀尖高度和機床軸心線處于同一個高度，那么工件尺寸大小會受刀具長度和移動情況的影響；而如果刀尖比機床主軸線高，則需要將刀具作為一種等量設置進行移動，由此會使數控車床加工工件的徑向尺寸出現偏差。刀尖高度對外圓加工產生的影響如圖1所示。刀具T1和軸線等高之間的位置上，從1到2的進給距離是a。雖然刀具在開始時位置和同一個圓的位置相同，但在2的時候，距離出現誤差。針對這個問題，將圖1轉變為圖2。刀尖從1到2的進給距離是a，經過一系列調整后，刀具誤差得到有效控制。

4 數控機床誤差對數控車床加工精度的影響及改進措施

4.1 伺服系統誤差對數控車床加工精度的影響及改進措施

在開環控制的機床進給系統中，步進電動機步距離精度、機械部件的轉動精度等嚴重影響數控機床的進給位移、角移精度。為了提升伺服系統的精度，可以通過減少組成環的縫隙和提升組成環的精度來實現[3]。另外，受進給伺服系統本身特點的影響，伺服系統也會對數控車床加工精度產生影響。在數控車床加工直線、圓弧輪廓工件的拐角位置上，數控機床可以通過刀補的方式來調整，但受速度誤差的影響，還會引發一系列加工數據誤差。

4.2 螺距誤差對數控車床加工精度的影響及改進措施

誤差補償技術主要是指在數控機床加工過程中，對某一特定軸的運動軌跡進行記錄，并比較記錄結果和精密儀器的測量結果。在數控車床加工過程中，通過在軸上選擇一定量的測量點和誤差記錄，能對軸在不同點、不同時間的誤差進行控制。數控機床測量點的數量越多，螺距誤差補償技術的實施效果越明顯。

4.3 反向間隙誤差對數控車床加工精度的影響及改進措施

在數控機床設計過程，需要相關人員加強對數控機床反向間隙的考慮，盡可能將縫隙控制在最小誤差中。另外，在半閉環系統的數控機床中，可以通過螺距誤差補償技術對機床運轉過程中的各點反向間隙進行記錄，并將其錄入控制系統，實現數控機床的自動補償誤差操作。

5 結語

相關人員在設計和使用數控機床時，需要加強對這項產品質量的關注，從優化自動編程的數控加工工藝方案、對刀時刀尖和工件回轉中心誤差防控、自動編程的數控加工精度誤差控制、機床電氣參數運行異常等方面考慮數控車床加工精度的影響因素，以期更好地發揮數控機床在社會生產、加工中的作用。

參考文獻：

[1]阮瓊琳.數控車床加工精度的影響因素及改進措施[J].祖國，2017（16）：298-298.

[2]胡靖晟.數控車床加工精度的影響因素及提高措施[J].通訊世界，2017（4）：243-244.

[3]劉仲海.影響數控加工精度的主要因素及提升策略[J].科研，2016（8）：184-185.