探讨数控车床加工精度的影响因素分析及对策

王可心

青岛工学院山东省青岛市266300

摘要：数控技术发展是当下衡量国家现代化工业生产的重要标准，经过广大科研人员的长期不懈努力，国家在数控技术领域取得跨越性发展，在航空、汽车部件、电子元件等生产领域都有数控技术的应用，社会一致认可数控技术的优势。在工业生产中应用数控车床更是赋予工业生产科技化、现代化的特性，适应现代化工业发展需要。

关键词：数控车床；加工精度

引言

数控车床就是机械通过按照预先设置的数字、符号和文字等给出的指令来进行加工工作的一种加工设备，其加工精度指加工之后的零件的几何尺寸与图纸上的尺寸相符合的程度。要保证数控车床加工精度的精确性，促进加工生产的效率，一方面要对人为产生的各种干扰进行清除、减少，另一方面就是要对影响加工密度的其他因素有一个详细的了解以采用相应的技术和处理措施，这样才能更有效地提高数控车床的加工精度，从而提高产品的质量。

1数控车床加工精度的影响因素

1.1机床自身的质量因素

数控车床的加工精度不仅受到数控因素的影响，而且很大程度上还受机械的精确度影响，如果机床自身精度系统的配置达不到相关的标准，就会对加工精度造成严重的影响。所以数控机床自身的刚性和稳定性能否承载各种机械的操作、其控制方式是否符合实际要求等都会对数控车床的加工精度产生一定影响，所以提高数控机床的质量是提高加工精度的基础。

1.2原料和误差因素

数控机床的对刀角度和测量的误差会直接影响机床的加工精度，因为机床使用的刀具尺寸和角度都是按照一定的规范进行选择的，而如果加工零件的类型不一样，其尺寸和角度都会发生相应的变化，刀具变化所引起的各方面的偏差会对零件的密度和表面粗糙度产生一定的影响。另一方面，目前我国大多数数控车床都是用电机滚动的滚珠实现控制操作的，当机械运行的时候，空间的运转会使得轴承之间出现一定的空隙，这样机床就会因为外部的力量产生变形，从而出现正面和反面的误差综合，加上机械的作用力在运转过程中也不尽相同，就会使轴承之间出现的空隙不尽相同，导致加工精度受到严重影响，这样就会大大降低数控机床的加工精度。

1.3切削用量的因素

数控车床开始运转之前，要根据要加工的零件来选择相应的加工工具，而不同的工具对应的加工方法也不相同，其中最主要的就是背吃刀量、进给量和主轴的转速，这三个切削要素的使用方法不同，从而导致加工精度出现差别。除了不同的刀具对应的加工方法不同之外，还有如果对零件的精度、效率等要求不同的话，所采用的加工方法也会不相同。不同的刀具和加工方法对数控车床的加工精度的影响还是比较大的，所以对刀具的大小和角度等的选择需要根据实际情况进行。

1.4工艺方案的影响

通常情况下，数控机床需要按照待加工零件的图纸、技术及质量要求，对工艺方案进行制定。若是工艺方案不合理，则会对加工精度造成影响。这是因为在不同的工艺方案下，机械加工原点会存在一定的差异，编辑数控程序时，一般都是按照待加工零件的形状、尺寸、工序等对原点进行确定。如果加工原点的选择不合理，机床在进行数控加工时，必然会出现误差累积的情况，由此便会对加工积精度造成影响。

1.5数控程序的影响

数控机床在对零件进行加工的过程中，完全是按照预先编制好的程序执行，若是程序存在问题，则必然会导致误差，从而影响加工精度。数控机床的程序是编程人员按照零件的实际生产需要进行编制，有的程序由于编辑过程比较繁琐，通常会采用计算机自动编辑的方式来完成，使用这种程序对形状比较简单的零件进行加工，基本能够保证精度。但如果待加工零件的结构较为复杂，计算机自动编辑出来的数控程序可能会存在缺陷，从而无法达到精度要求，由此会产生精度偏差，会对零件的质量造成影响。

2数控车床的工作原理

数控车床是自动化车床的一种，相对于自动化车床，其装配了程序控制系统，更具有专一性，主要应对一些小批量、高质量、高精度要求的零件生产。为了应对各种复杂形状的零件加工，数控车床在刀具，夹具的选择上有了多种严格的要求，零件各个形态的加工顺序也经过了深思熟虑，而且，在加工时，刀点和切入方式的选择上要根据实际情况作出改变，无疑，为了应对切槽、钻孔、扩孔、铰孔等复杂操作，数控车床的各个方面都有相对于自动化车床更完善的设备。为了提高精度，让加工的具体过程都是由机器操作，人们将车床的数控装置换成了计算机，以实现用预先编好的程序来操作整个加工的流程。数控车床的零件加工与众不同的地方就在于CNC系统，即利用编程来操作具体的加工流程，摒弃传统的人工操作，其具体内容是：需要相关人员确定好加工零件的图纸，确定生产时的具体应用的工艺手法，进行相关的数学运算后编制一个完整的程序，然后就只需要利用计算机通过编程得到的程序，给伺服驱动装置下达一系列的指令，然后整个过程便完成了自动化。这种方式不再需要人们用眼睛、尺子去仔细、重复、耗费大量时间的去量一个零件的各个面的精确尺寸，不用再让技术工作人员用手摇的刀具去切割零件。人们只需要将有关的参数输入进程序，计算机便会完成相关的操作。大大简化了复杂形状的零件的制作方式。

3提高数控车床加工精度的措施

3.1进行基准精定位

要减小毛坯装夹面的误差，可以通过对基准面进行精准定位来实现，将已经加工过的表面进行装夹定位作为基准，数控机床在加工的过程中就可以选用此基准保证装夹的精确度，以此来达到提高数控机床的加工精度的目的。因为数控车床在进行零件加工的时候，经常会用到一些轴类零件的毛坯材料，这样的材料本身圆柱度常存在较大的误差，对加工精度的影响较大，而通过基准精定位的方法就可以有效减小此类原因导致的误差，在提高零件加工精度的同时还方便了长度的测量。

3.2对误差进行补偿

对于一些难以避免的误差，可以采取误差补偿的方式处理，数控车床相关的设计和操作人员可以根据实际情况对数控系统设置一些补偿功能，对坐标轴出现的一些误差进行补偿，具体的补偿方式可以根据车床的实际情况进行设定，补偿可以通过软件或者硬件来进行。以此来减小误差、保证产品加工质量。而误差补偿的实际方法可以参考以下两种：（1）对具有反向偏差的半闭合伺服系统进行误差补偿，由于数控机床在进行运作时的车床定位会受到反向偏差的影响，加工精度也会受到影响，所以可以在加工之前，利用编程的方法对一些单位进行定位，以达到误差补偿的目的，这样就可以有效地消除反向间隙，以提高数控车床的加工精度。（2）编程方法不仅能够控制某些单位的定位，同时还可以在不改变一些机械本身实现车床插补的情况下，对插补间隙进行补插以此对一些间隙进行及时补给，以减小零件误差。数控装置能够在车床收到改变运动的指令之后对反向间隙的数值进行读取，再以不固定的节奏对一些单位进行定位、修正和补偿因为反向对零件造成的误差，以此来保证车床加工的精度能够得到更好的提升。

3.3选用科学合理的加工工艺

第一，合理选择数控车床工艺简单、效率最高的加工方法，确保加工精度和生产效率，促使质量与表面粗糙度满足要求。例如基于数控车床实际生产加工过程合理选择铰孔方法，对于箱体表面应按照其孔的大小选择铰孔方法，如果孔较小就用铰孔，如果孔较大就用撞孔，达到优化产品精度、提高加工生产效率、减少成本的目的。第二，合理选择数控车床加工工序，在车床加工中要考虑装夹能否一次性完成工序，选择工序时要集中工序，如果不能一次性完成工序，要注意减少刀具更换次数。在工步的划分中也要考虑加工精度、加工效率，对统一工件进行加工时则要依据适当工序开展数控车床加工作业，或者区分粗加工、精加工，提高加工精度和生产效率。第三，优化数控车床加工路线，即在制定加工路线时要注意缩短路线，减少刀具空程时间，减少无用加工工序，提升工业企业经济效益。例如在数控车床加工中要合理控制表面精度、粗糙度，计算数值时必须简化，减少编程工作量。在加工中企业提出的精度要求太高，往往忽视刀具路线，需要在加工时确定主轴上刀具的距离，控制部件长度，提高加工精度。

4提升数控机床加工效能主要的方式

4.1提高工作人员工作能力。

为了促使目前数控机床加工性能得到提高，关键是应当促使工作人员工作能力得到大幅度提升。工作人员的工作能力以及业务素质将直接影响到数控加工机床效能，因此需要当前的企业加强对于工作人员的业务培训工作，通过培训工作可以促使员工了解到数控机床使用方法，同时能够明白加工过程当中一些比较常见的错误，进而提高当前工作人员工作能力及业务能力，促使工作人员可以更加合理及更为科学对数控机床进行使用，防止数控机床出现磨损等问题，进而有效提升数控机床加工质量及加工水平。

4.2规范数控机床维护和管理工作。

目前的时代背景之下，为了提高企业经济效益及市场竞争能力应该加强对于数控机床管理及维护工作，通过数控机床管理进而有效防止数控机床在实际使用过程当中出现较大的磨损，同时一旦发现问题需及时对零件部件进行合理更换，一是能够促使数控机床使用寿命得到提升，二是能够有效节约数控机床的使用成本以及维修费用，还能够切实保障数控机床加工质量及加工精度，进而提升企业生产效益。

4.3加强数控机床应用与软件研发。

在加工过程中，加工效能高低受到诸多方面因素影响，如，设备、工作态度、程序编制等因素，都会对于机床性能以及使用寿命等造成一定的影响，这需要数控机床应用过程当中提高工作人员操作能力，同时要加强数控机床应用以及软件研发工作。另外，在编制机床程序过程当中，对于编制人员而言，不仅仅需要具备相应专业能力以及知识，而且需要具备丰富经验，要结合实际加工情况制定有效程序编制，只有这样才能够切实保障数控机床操作更为规范，进而提高数控机床加工效能。

4.4制定科学合理的数控机床加工流程。

在数控机床加工过程当中应当要求工作人员制定合理科学机床加工流程，根据大量研究表明，只有提高加工工艺及机床加工技术质量才能够切实促使数控机床加工更加具有系统性以及科学性。另外，还需要员工加强对数控机床加工设备、配置、精度方面的分析，只有这样才能够有效缩短工作流程，有效避免重复性加工。

结束语

数控车床加工精度对工业产品质量有直接影响，这主要反映在所加工零部件的尺寸、形状和相对位置等精度之上，提高加工精度是数控车床加工的重点，在工作实践中务必要正确认识数控车床加工的误差来源，改善技术方法与策略，优选装夹方法和加工刀具，同时选择科学合理的数控车床加工工艺，通过高效计算机编程技术严格控制数控车床加工质量，不断提高其精度，为工业现代化发展提供强有力的技术支撑。

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