數控加工精度影響因素及提升策略論文

　　摘要：數控機床的加工精度是機床制造者和使用者最關(guān)心的問(wèn)題之一。通過(guò)對數控車(chē)床的工作原理闡述，分析了數控加工精度的類(lèi)型特點(diǎn)和影響車(chē)床加工精度的幾個(gè)因素，并針對影響數控車(chē)床加工精度的兩個(gè)主要因素提出了相應的措施和方法，以提高數控機床的加工精度。

　　關(guān)鍵詞：數控加工；加工精度；影響因素

　　隨著(zhù)現代制造業(yè)的快速發(fā)展，對機械產(chǎn)品的精度要求越來(lái)越高。數控機床的出現大大增強了機械制造的能力，為經(jīng)濟和社會(huì )進(jìn)步做出了重大貢獻。數控機床搭配了可程序化控制的自動(dòng)控制系統，在驅動(dòng)方式和加工結構等功能方面都有較大幅度的改變，能夠更加精準、快速地完成更為復雜、精密的零件加工。數控機床在加工的過(guò)程中能夠更大程度上保證產(chǎn)品輸出質(zhì)量，并提高加工速度，整體上提高了機械制造的能力和生產(chǎn)效率。數控機床雖然有著(zhù)諸多優(yōu)點(diǎn)，但在加工過(guò)程中也會(huì )受到一些因素干擾，進(jìn)而對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響。

　　1、數控機床的工作原理

　　數控機床在很大程度上提高了機床加工的精度和效率，同時(shí)裝有可編程控制的自動(dòng)化系統和多工位刀塔，能夠進(jìn)行多種復雜、精密的零件加工，具有實(shí)用性強、加工精度高、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn).數控機床在工作時(shí)，主要是按照相應的順序對待加工工件進(jìn)行處理，結合參數和數控要求的數控語(yǔ)言，對加工程序進(jìn)行編制，之后輸入，計算機數字化控制)裝置中，對加工程序進(jìn)行進(jìn)一步的處理和完善，之后向系統發(fā)出命令，由系統驅動(dòng)機床部件推動(dòng)刀具運動(dòng)，從而實(shí)現對于零件的加工。

　　2、數控機床加工精度的影響因素

　　由數控機床的組成可以知道，通常情況下影響數控加工精度的主要因素包括兩部分，一是機床本身所具有的機械精度，一是機床所配備的伺服控制系統的驅動(dòng)精度。綜合實(shí)踐來(lái)分析，在眾多影響數控加工精度的因素中：機床本身制造誤差大約占到1/2，設備加工過(guò)程中誤差所占比例約為1/3，檢測誤差所占比例約為1/6。

　　2.1伺服系統驅動(dòng)因素

　　通過(guò)對數控機床的原理分析可知，伺服系統是數控機床的中樞控制部分，主要是通過(guò)將驅動(dòng)機床的部件轉化為零件進(jìn)行加工。伺服系統的功能實(shí)現又是通過(guò)電機驅動(dòng)絲杠完成的，絲杠的傳動(dòng)精度就成為伺服系統的控制精度。數控加工設備通常采用半閉環(huán)控制伺服進(jìn)給系統控制，在產(chǎn)品加工過(guò)程中，絲杠收到伺服系統信號需要反向運轉時(shí)會(huì )有短暫的空轉狀態(tài)，這一空轉現象會(huì )引起反向間隙誤差，進(jìn)而影響數控加工精度。此外數控設備在傳動(dòng)過(guò)程中容易受到外界振動(dòng)和載荷的影響，繼而出現彈性形變，引發(fā)彈性間隙誤差。

　　2.2刀具參數變化因素

　　數控機床的加工過(guò)程靠的是刀具在程序控制下完成對產(chǎn)品的切削、銑磨等，以最終完成對產(chǎn)品的加工過(guò)程。在車(chē)刀切削的過(guò)程中，車(chē)刀存在主偏角和刀尖圓弧半徑，在切削棒料零件時(shí)，車(chē)刀的軸線(xiàn)會(huì )產(chǎn)生細微的偏差，如果不對偏差加以考慮，當主偏角不斷減溫知新深圳大學(xué)工程訓練中心廣東深圳518060小時(shí)偏差會(huì )不斷增大。因此，在數控設備加工過(guò)程中刀具的參數對于加工精度也有著(zhù)一定的影響，需要在程序編程的過(guò)程中按照產(chǎn)品的特征，將刀具軸線(xiàn)所產(chǎn)生的偏差加以分析，對刀具產(chǎn)生的位移長(cháng)度進(jìn)行修正。此外，在數控機床運轉時(shí)，車(chē)刀的刀尖圓弧半徑、主偏角、刀尖與零件中心的高度偏差等都可能影響數控機床的加工精度，需要在編程時(shí)進(jìn)行考慮和分析。

　　3、提高數控加工精度的措施

　　3.1伺服系統誤差及抑制

　　數控加工過(guò)程中伺服系統的精確度對加工質(zhì)量的影響是直接的，對于伺服系統方面引起的誤差必須高度重視。為了更好地抑制伺服系統誤差，應從機床的設計階段就采取相應的措施，如采用動(dòng)態(tài)性能優(yōu)越的驅動(dòng)裝置，增強伺服裝置的抗壓、抗載能力等。當數控設備的伺服裝置選定后，還應該在系統參數設置方面進(jìn)行優(yōu)化，可以選擇盡可能高的位置環(huán)增益，以保證各進(jìn)給軸的位置開(kāi)環(huán)增益相等。伺服系統對直線(xiàn)、圓弧加工的影響及抑制方法：①速度誤差不影響單軸直線(xiàn)加工時(shí)停止位置的準確性，只是在時(shí)間上實(shí)際位置達到指令位置有些滯后，但不影響精度。②當各進(jìn)給軸位置開(kāi)環(huán)增益不相等時(shí)，以45°時(shí)加工誤差最大。③加工圓弧時(shí)，為抑制伺服系統引起的輪廓加工誤差，首先應設置各進(jìn)給軸位置開(kāi)環(huán)增益相等，且盡可能大。

　　3.2提高床身導軌的幾何精度

　　現代科技在機械制造行業(yè)的廣泛應用，數控加工設備也逐漸呈現出高速、高效、高精度的趨勢。數控加工技術(shù)發(fā)展的同時(shí)也對數控設備的結構提出了相應的要求，比如數控機床底座鑄件的重量及承重、承壓要求，數控導軌的精度、抗壓、防震設計等。一般來(lái)說(shuō)，全功能數控車(chē)床為了保證各方面功能實(shí)現，會(huì )使用斜床造型來(lái)簡(jiǎn)化鑄件整體結構，降低機床自身重量�；�于力學(xué)角度考慮，采用斜床后的機床多采用封閉式筒形結構，如此會(huì )大大提升機床整體的抗扭與抗彎強度，以確保設備在復雜的工況作業(yè)下，能夠始終維持良好的穩定性。再者，從刀位的的移動(dòng)速度來(lái)看，隨著(zhù)速度的加快要求導軌具備更好的抗負荷能力；為了保證數控車(chē)床在高負荷切削的條件下?lián)碛辛己玫木�度保持性和較高的剛性，可以采用鑲鋼滑動(dòng)導軌副結構，以確保導軌獲得最佳的幾何精度。

　　4、結束語(yǔ)

　　數控機床的加工精度是保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提條件，如何進(jìn)一步確保數控加工精度已經(jīng)成為機械制造業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的課題。隨著(zhù)我國機械制造業(yè)的飛速發(fā)展，數控加工設備作為其中重要的生產(chǎn)設備，在制造業(yè)中占有重要的地位。數控加工過(guò)程中，影響其加工精度的因素眾多，需要針對不同原因引起的加工誤差采取對應的措施，以最大程度的保證數控加工質(zhì)量。

　　參考文獻:

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