数控立车动压导轨刚度对加工精度的影响

陶郁

中国中车哈尔滨车辆有限公司黑龙江哈尔滨150056

摘要：随着科学技术的不断发展和创新，越来越多的先进技术和工艺应用到加工生产领域，促使生产效率和生产质量得到显著提升。数控立车动压导轨刚度对加工精度具有较高的加工水平和精度水平，对工件质量和性能具有决定性的影响。但是，数控立车动压导轨刚度很容易受到客观因素影响，为机械加工埋下质量隐患。本文就数控立车动压导轨刚度对加工精度的影响因素进行深层次探究，从多种角度来提出有效对策，以求保证加工质量和精准度，以求推动机械加工领域的发展。

关键词：数控立车；动压导轨刚度；加工精度；影响

1前言

机械制造行业的进步，让数控技术获得了更为广泛的应用机会，利用数控车床可以提高零件加工精度，使其质量得到有效的保障。数控车床加工中，对于产品质量的精度控制十分关键，尤其是自动化技术的应用，较之传统的加工技术而言优势较为突出，对新时期的数控车床加工精度提出了新的要求。在数控车床加工中，数控立车动压导轨刚度直接关乎加工精准度。此外，数控车床在生产加工中，还会受到环境、制造和材料等多种因素的影响，数控立车动压导轨刚度如果不能得到有效的控制，将直接影响到零件加工质量和精度，还有待进一步完善。

2数控车床构成与原理机制

作为机电一体化产品，数控车床融合了多种技术，包括机械制造及自动化技术、计算机信息技术以及测定技术等，具备精度、效率高、柔性大以及智能自动化的设备特征。数控车床的构成部分涵盖有机械本体、电子管控单元、动力源、检测传感以及执行设备等部分。数控车床的运作原理相较于一般车床具有差异。当一般车床进行零件加工处理的时候，通过工作人员操控，结合设计图纸，对刀具和零件间的运动线路加以频繁改变，从而完成零件的刀切任务，满足相应的加工标准;当数控车床进行零件加工处理的时候，对所加工处理的零件的规格参数、被加工序列以及车床的运动情况进行数控语言编制，从而形成既定的加工命令，随后在CNC设备里输入，并通过CNC设备，完成加工命令的相关处理，对伺服系统实施指令，从而达到对车床移动部件的驱动处理目的，实现零件自动化加工处理的效果。

3数控立车动压导轨加工精度的影响因素

数控车床加工过程中，影响因素较为多样，而伺服控制方法和精度高低，将在很大程度上影响数控车床加工精度，为后续的零件加工埋下安全隐患。就数控车床加工精度来看，影响因素主要包括以下几个方面：①车床几何误差；②车刀几何参数误差；③车床热变形误差；④伺服进给系统误差；⑤刀具磨损误差。

就这些车床加工精度影响因素来看，伺服进给系统误差和车刀几何参数误差是常见的因素，在一定程度上影响着部件的加工质量。当前我国的数控车床加工中，主要是通过伺服电机驱动滚珠丝杠来控制加工位置，而滚珠丝杠的传动误差，则是影响数控车床定位精度的主要因素之一。纵观当前我国的数控车床现状，主要是以闭环控制系统为主。在实际作业中，如果伺服电机丝杠反方向运动，不仅会影响到零件加工精度，还会由于空隙的出现导致数控车床空转，而这种误差很难避免。受到外部作用力的影响，运动部件可能出现弹性变形现象，加剧数控车床误差问题的严重程度，无法有效控制数控车床加工精准度。

数控车床在零件加工中，车刀在预设的运动轨迹来切割零件。由于车刀的偏角和圆弧半径，在加工零件时会出现一定的尺寸偏差，而轴向尺寸变化量随着圆弧半径的增加而增加。所以，在零件加工中，轴向位移长度的变化取决于轴向尺寸的调整。在数控车床的零件加工中，需要综合分析轴向尺寸和位移长度，优化编制加工流程。需要注意的是，刀尖距、圆弧半径和零件中心高等参数，将直接影响到零件加工精准度，而数控车床的使用寿命同样取决于对这些参数的把握，其重要性不言而喻。

4提升数控立车动压导轨加工精度的有效措施

（1）优化数控立车动压导轨刚度的总体设计

在数控车床总体设计中，应该根据实际情况选择合理的生产策略，提升数控车床制造效率和精准度。从当前我国数控车床制造企业发展现状来看，主要是通过自行设计主机结构，外购关键的功能部件，这样不仅可以提升加工质量，还可以有效减少加工成本。与此同时，数控车床总体设计中需要保证变形应力均匀分配到每个部件上，这样可以避免出现刚度薄弱部件，改善车床变形问题。对于数控车床结构重心的调整，可以根据实际要求适当的降低重心高度，在不影响到数控车床制造质量的同时，还可以增加摆动模态频率。在保证结构刚度基础上，尽可能减小结构材料用量，有效控制机床重心。为了可以有效提升数控车床加工精度，通过对主轴系统热态特性优化设计，有助于改善传统工艺中的缺陷和不足，提升主轴系统设计合理性，尽可能改善主轴漂移现象，将误差控制在合理范围内。

（2）提升数控立车动压导轨刚度的几何精度

数控机床在制造中，应该对床身导轨几何精度进一步优化，明确高精度发展目标，优化车床身底座和导轨结构设计。对于全功能数控车床，可以选择斜床身形式进行设计，通过封闭式筒形结构，这样可以减轻自重，优化制造工艺。通过筒形结构，促使数控机床在切削负荷下，提升床身抗弯强度和刚度，获得可观的几何精准度。通常情况下，需要综合考虑移动速度，尽可能选择负载能力较强的导轨，优化数控车床加工工艺。此外，在高负荷切削条件下，提升数控车床精度，可以根据实际情况来选择镶钢滑动导轨副结构。将注塑材料用螺栓安装在钢导轨上，有助于改善钢导轨和底座导轨的间隙，优化工艺中的缺陷和不足，提升导轨加工精度，为后续加工质量提供坚实保障。

（3）误差补偿法

误差补偿法作为一种有效的系统补偿手段，可以将数控车床零件加工误差控制在合理范围内，通过误差补偿来提升加工精度。通过现代化技术，在降低数控车床加工偏差的同时，还可以获得高质量和高精度的零件。采用半闭环伺服系统数控车床，受到反向偏差影响，车床重复定位精度误差难以得到有效控制，影响到加工零件的精度和质量。基于此，通过误差补偿法，可以将零件加工误差控制在合理范围内，实现对零件加工误差的有效补偿。就当前数控车床定位误差来看，大多数保持在0.02mm左右，不具备补偿功能，借助对应硬件和软件，实现工具的准确定位，尽可能消除其中存在的间隙。

（4）误差防止法

误差防止法是一种有效的预防方法，并非是对误差的治理，而是通过预防来避免误差的出现，或是将其控制在合理范围内。通过对机床的优化设计，综合分析可能出现的误差问题，尽可能将误差控制在合理范围内。诸如，根据加工需要来提升车床零部件的加工精度，对现有车床结构进一步优化，为后续的零件加工精度和刚度提供支持。此外，还可以对加工环境有效控制，优化加工工艺。但是需要注意的是，误差防止法同样存在一定的缺陷和不足，过分的提升数控车床精度，不仅会影响到产品质量，还会增加加工成本，不利于企业的长远生存和发展。

5结束语

综上所述，数控车床在生产加工中，还会受到环境、制造和材料等多种因素影响，如果未能有效控制车床施工偏差，将影响零件加工质量。因此，需要选择合理范围，对现有工艺进一步优化，改善其中存在的缺陷和不足，提升数控车床加工精度。

参考文献：

[1]路苗苗,鄢萍,胡林桥.面向数控机床维修维护服务的任务分配模型[J].新型工业化,2013,3(7):68-77.

[2]曹化.数控车床加工精度的影响因素分析及对策探讨[J].科学与信息化,2017,23(34):78-80.

[3]贺红晓.数控车床加工精度的影响因素分析及对策[J].科技创新与应用,2016,31(19):113.