数控车床工件加工品质控制与优化探究

李然

大庆油田有限责任公司井下作业分公司工具厂 163000

摘要：在我国机械加工制造中，数控车床是尤为重要的机械设备，同时也是机械加工行业综合水平的基础表征；提升数控车床工件加工品质则可促进我国机械行业合理竞争力的提升。对此，文章主要对数控车床工件加工品质控制的重要性进行过简述，同时从机床切削参数、切削用量、程序设定等方面分析控制工件加工品质的方法，并基于数控车床性能优化、工人操作及仿真软件的使用对数控车床工件加工品质优化策略进行分析。

关键词：数控车床；工件加工；品质控制；优化对策

在现代机械加工业数控车床具有至关重要的地位，不管是针对轴类零件的生产还是针对螺纹产品的生产，数控机床均为首选机床。对比大部分时候运用于生产中的普通机床而言，数控机床具有精度高、效率高、易操作等优势，不仅可大大提升零件加工效率，且能够在极大程度上促进零件加工质量的提升。

1 控制数控车床工件加工品质的关键性

在现代社会的不断建设发展中，人们对机械工业加工制造的需求也不断提高；当下各行各业都需要机械设备支撑，从手表的精密零件到大型机械的大型部件，都是确保机械设备使用性能发挥的必然装置^[1]。而在实际使用中，将信息技术、机械设备与人工智能技术互相结合，则能够促使工业生产工艺更具智能化与高效性，数控车床的应用便是如此。在过去无数控车床出现前，我国在零件加工中多以普通车床为主，这种车床一般需要人工操作，在操作中，由于无精密仪器辅助计算，则会导致零件制造加工中易受到人眼误差或操作不当影响而出现制造误差。这种形式不仅会导致加工精度降低，且难以批量生产，加工效率也相对较低。而在科技的不断发展下，随着数控车床的普及发展，其在通过利用机械设备加工，可发挥极为明显的精度计算特性个，不仅能够有助于促进机械加工效率的提升，且对机械品质也有较高保证，是能够体现我国工业实力的重要代表。而科学提升数控车床工件的加工品质，则能够进一步为我国经济实力的增长起到重要带动作用^[2]。

2 数控车床工件加工品质控制手段

2.1 控制机床切削参数

在机床切削参数控制方面主要涉及如下三方面内容：其一刀具材料。选取刀具材料是加工前需要考虑的重点问题，刀具使用中不仅需要具有良好硬度、韧性及耐磨性，同时还需具有高压性能及抗高温性能^[3]。在数控车床中常以碳化物与高速钢为刀具材料，这之中，碳化物为最常见的材料，其具有较高速钢更高的高温性能，其抗高温性可高达1000℃，且具有良好的硬度及耐磨性。其二刀具参数。在刀具参数设置中，主要包含刀尖半径、主偏角、刀尖偏离主轴中心等，通过对参数的合理选择则可对零件加工的轴向、径向偏差进行控制。因而在刀具参数设置中，就需要结合工件材质、加工要求、机床型号等因素综合考量，最终选择合理的参数。其三工件固定方式。在机械加工中，工件固定为重要的辅助工序，应尽可能减少加工辅助时间。在数控车床中，使用组合夹则可有效提升工件固定效率，大大节约辅助工序时间，且组合夹还可适应多零件固定，经济效益良好。针对部分难以分清方向的加工工件，组合夹还可设置标记预防工件放错，且在工件固定中则要求定位清晰、简便、易拆装。其四合理利用切削液。在数控车床加工品质控制中，切削液也是十分关键的要素，合理利用切削不仅可延长刀具使用寿命，且可提升工件加工精度。在一般情况下，切削液浓度应结合加工要求及材料进行选择，通常为3％-5％，在大范围切削时则可达到20％。

2.2 控制切削用量

数控机床切削用量中的参数主要包含主轴转速、进给速度、进给量及切削速度。在加工工件中，首选应实施粗加工工序，需要有较大的切削速度及进给量，而不需对工件表面粗糙程度及尺寸公差进行控制，紧接着应为半精加工、精加工，需将切削速度、进给量调小，在确保工件加工要求基础上适当提升切削速度，确保加工效率。

2.3 控制程序设定合理性

代码程序是数控车床加工中的“灵魂”，其对设备具体运行情况具有重要控制作用。程序代码编写需结合工件加工要求，合理的程序设定可最大限度发挥数控车床加工性能。数控车床的程序编写则需要设定各个参数，其中包含刀具路径、选择、补偿选择以及工件加工工艺、切削速度、切削液流量等，在完成程序编写后则需借助计算机模拟，并在确定无误后导入设备实践，最终对加工完的工件尺寸进行校验。

3 数控车床工件加工品质优化措施

3.1 优化工人操作能力，强化装刀、对刀精确性

在工件加工中，不管是过去常使用的人工加工抑或是现阶段使用的数控技术，在车床加工中必然要应用的工具则为刀具。在实际进行加工过程中，对刀具的操作为其中最为重要的环节之一，由于工件加工中对工件精确度具有较高的要求，且对装刀、对刀的要求也较高，因而对工人技术能力的要求也较高。在装刀、对刀中，装刀精确度及精确度的校准直接关系着后续的一系列工作效率，因而必须要强化工人的实际操作能力，并加强训练，以确保工人在装刀、对刀阶段可形成惯性工具运行方法，不断提升操作能力，强化对工人装刀、对刀能力的实训，以提升装刀、对刀精确性，促进工件加工品质的整体提升。

3.2 优化数控车床性能

在数控车床持续发展下，其加工质量、效率也不断提升，加工精度也获得了很大提高。在数控车床应用中，对其自身性能、车床结构均有较高的技术要求，如车床底座重量较大，底座承载力、导轨精度具有较高要求，因而在数控车床应用中国就需对其自身性能进行不断优化。一般而言，全功能数控车床由于要全面提升自身性能，并发挥车床技术效果，因而在设计中可以斜床造型取代其铸件的整体机构，从而有效提升数控车床抗扭性能及抗弯能力，确保车床运行稳定性及安全性，减轻车床重量。同时，在数控车床中应用的刀具也应尽可能保证标准化、统一化，在很多数控车床中数控车刀均为其常用的自动换刀装置，因而通过完善刀具库的配置，才能够更好地满足数控车床车刀对现代化材质、性能及样式的要求，促进机械零件车削加工效果的优化。

此外，车刀自身特性也会对数控车床加工质量产生过影响，针对这一问题，就可对传统车削方法进行优化调整。以数控车床对单一轴类零件的车削过程为例分析：在粗加工轴类零件前，应预留一定刀补，控制刀补1 mm左右，经粗加工后测量零件余量，若加工公差0.04mm，则应控制精加工余量0.98 mm，为方便计算，可取公差中间值0.02 mm，加余量即为1 mm。此后可进行车削处理2次，取径向进给量0.5 mm，以有效控制车削加工精度。

3.3 合理运用仿真软件提升数控程序精准性

在现代技术的不断发展及我国计算机技术的持续提升下，近几年仿真技术在数控设备中的应用也不断被研发，在数控技术研究或编写代码或制造工件中，相关技术人员可提前以仿真技术模拟加工相关工件，从而在保证工件加工精确度且无错误出现的情况下，进行相关实际生产，如此则可大大提升工件加工精确度与品质，且可有效规避工件材料的浪费，提升工件生产效率，获得更高的经济效益。

总结：总的来说，控车床具有加工效率高、精度高、自动化程度高等优势，是我国机械制造中最为基础的加工设备之一；通过优化数控车床工件加工品质则可有助于促进我国机械制造水平的全面提升，进而有效提升我国制造业的世界地位及国际竞争力。

参考文献：

[1]淡书桥.浅谈数控车床工件加工品质控制与优化方案[J].南方农机,2019,50(21):143.

[2]梁显鹏.数控车床工件加工品质控制与优化方案研究[J].内燃机与配件,2019(7):45-46.

[3]冯锋.数控车床加工精度的影响因素及提高方法分析[J].内燃机与配件,2021(21):88-89.