基于提高數控車床技術加工精度的工藝優化

魏曉榮

（甘肅能源化工職業學院，甘肅 蘭州 730207）

數控車床技術在工業中得到了廣泛應用，并且取得了顯著成效。在社會發展過程中，對產品質量要求越來越高，這就需要提高加工精度，進一步創新工藝水平。對影響加工精度的因素進行全面分析，找到其中原因。在此基礎上提出優化策略，不斷提升加工水平，增加產品的可信度，為企業創造出更大經濟效益。因此，這就要求在對其進行生產時要嚴格把控整體的生產精度，并且對整個生產加工過程也有著相對嚴格的要求[1]。

1 影響數控車床精度的主要因素

通過對當前我國市場上數控車床的調查發現，導致其出現精度偏差的原因主要包括數控系統以及車床精度兩個方面。目前我國數控設備之間競爭非常激烈，要想獲得更好發展必須提高產品質量。產品質量會直接影響到企業信譽、經濟效益等等，所以要引起足夠重視，將質量目標放在第一位。通過分析發現，影響數控車床加工精度因素比較多，例如操作人員技術水平、數控車床系統精度、零件材料等。要想全面提高數控車床的精度，則必須要采取有效方法來降低這些影響因素帶來的誤差，保證達到質量標準。并結合實際情況對數控車床技術加工精度因素進行分析，便于更好地對其進行控制[2]。

由數控車床基本工作原理可以知道伺服系統在加工中發揮著重要作用，因此，伺服系統是影響數控車床精度的重要因素之一。伺服系統在運行中是數控系統的執行機構，伺服系統需要完成由CNC裝置傳輸過來的信號，確保零部件的加工過程嚴格按照預定的軌跡運行。通過調查發現，我國大多數數控機床均采用半閉環系統，半閉環控制系統對加工位置進行控制是通過滾珠絲杠來實現的。數控車床在運行過程中，會帶動絲杠的反方向轉動，這便會使得軸承和軸承座中間產生縫隙，進而會出現誤差。另外，當車床受到外界環境影響時，會使得整體的運轉過程所承受的壓力不均勻，進而使得各部件之間的受力不均，對車床精度的控制帶來不便。

因此，降低絲杠轉角的測量誤差對于提高數控車床的精度有很大作用，下圖為常見半閉環控制系統的工作原理。

2 影響數控車床加工精度的因素分析

2.1 車刀幾何參數的科學確定

刀具是影響數控車床加工精度的重要因素之一，因此要合理選擇，才能達到質量標準。要確保刀具的運動軌跡能夠與零部件實際輪廓保持一致，即在編程前通過人為計算使實際需要的圓弧形刀尖軌跡換算成假想刀尖的軌跡，盡量在理論上實現零誤差。與此同時，編程過程中以刀尖圓弧中心為刀位點也及其重要，因為該過程中刀尖圓弧中心軌跡的繪制及其特征點計算比較繁瑣，稍有失誤就會引發極大的誤差，為了避免和減少該誤差的發生，可通過使用CAD軟件中等距線的繪制功能和點的坐標查詢功能來完成此項操作。但采用這種方法加工時要注意檢查所使用刀具的刀尖圓弧半徑的值是否與程序中的值相符，并且對刀時要注意把值考慮進去。

圖1 半閉環系統框圖

同時，車刀的選擇必須要控制好角度，如果角度不合理，會使得加工精度出現較大偏差。為了保證加工精度，要從不同方面去完善，選擇合適的角度，保證數控車床加工任務的正常開展[3]。

2.2 加工零件的工藝優化

為了保證加工零件精度，必須要采用先進工藝，這是重要的技術保障。

對零件形狀、特性進行分析，在此基礎上確定加工程序，確定好加工工藝方案，作為零件加工的重要參考依據。另外，在加工過程中要盡量避免頻繁更換刀具，防止在更換過程中出現損失工作時間，從而對整體生產效率產生影響。同時，設計人員要建立起統一標準，為加工開展提供參考依據，確保按照零件圖樣完成零件的加工。如果工藝不符合實際加工操作要求，肯定會影響到加工精度，所以要樹立起創新意識，不斷提升工藝水平，為提高工件加工精度提供可靠的保障。

2.3 合理選擇切削用量、切削液

在加工時要合理控制各工步的加工速度。實際加工過程中，根據不同工件的加工方法選擇合適切削用量，有利于提高加工精度。在剛度允許的情況下，盡可能選取較大的背吃刀量，以減少進給次數，提高生產效率。在半精車、精車時要嚴格根據零件的加工工藝卡，選取合理的切削速度，保證數控車床的精度。此外，車刀經過長時間的加工會出現變形，對加工精度會產生不利影響，為了解決這個問題，要合理選用切削液，盡可能降低切削過程中產生的摩擦及溫度。乳化液是最常用的切削液，對于刀具清洗和降溫都可以起到良好的作用。所以，選擇合適的切削用量和切削液也是非常重要的[4]。

2.4 夾具的合理選擇

無論是普通車床還是數控車床，有效的裝夾方法都是保證被加工零件精度的重要因素之一。目前我國采用卡盤夾具和軸類零件中心孔定心夾具兩種裝夾類型，其中，卡盤夾具包括三爪卡盤、液壓動力卡盤、可調卡爪式卡盤和高速動力卡盤；中心孔定心裝夾包括中心孔、自動加緊撥動卡盤、撥齒頂尖以及復合卡盤。可以根據被加工零件的實際形狀來選擇，從而保證夾具起到有效作用。裝夾方式選擇合理，不僅可以提升零件裝夾速度，還能夠提升加工效率，進一步滿足加工精度要求，保證數控車床零件加工質量。如果裝夾方法選擇不當，對加工精度會產生很大影響，所以要引起足夠重視。

2.5 刀具相關點的確定

確定零件裝夾方式后，要確定刀具的刀位點、對刀點及換刀點。數控車床運行的過程中，首先要確定好基準點，即刀位點，再對刀進行試切，完成后才能運行數控車床中的加工程序。在數控加工中，對刀點是刀具相對于工件運動的起點，也叫起刀點或程序起點。因此，要合理選擇刀具的尺寸及對刀點，它對加工精度會產生直接影響，如果選擇不合理還有可能引發安全隱患，所以要提高重視程度。對刀點選擇的原則是找正容易，編程方便，對刀誤差小，加工時檢查方便、可靠，有助于提高加工精度。最后要合理確定換刀點，換刀點是為數控車床、加工中心等多刀加工的機床而設置。因此，要提升數控車床技術加工精度，就要樹立起全局意識，從整體上進行控制，不斷提升加工水平，為產品質量提供保障[5]。

3 結語

綜上所述，對影響數控車床加工精度因素進行分析，并采取有效措施優化，有助于改善加工效果，對提高數控車床的加工精度及從整體上提高數控車床現有水平均具有重要意義。

為了適應企業發展需求，要積極引入新理念、新技術，優化數控車床技術加工方式，不斷提高產品質量。