自动编程的数控加工精度的影响因素研究

宋守斌

摘 要：本文结合自动编程零件加工过程中影响数控加工精准度的一些重要因素，从优化自动编程数控加工工艺方案、对刀时刀尖和工件回转中心误差防控、自动编程的数控加工精度误差控制、机床电气参数运行异常等方面探究提升自动编程的数控加工精度策略，以期更好地促进自动编程数控加工的发展。

关键词：自动编程；数控加工精度；影响因素

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）20-0059-02

Study on Influence Factors on NC Machining

Accuracy of Automatic Programming

SONG Shoubin

（YangLing Vocational & Technical College，Xianyang Shaanxi 712100）

Abstract： Combining with some important factors that affect the precision of NC machining in the process of automatic programming parts， this paper probed into the improvement of self programming NC machining process scheme， tool tip and workpiece rotary center error prevention and control， automatic programming error control of NC machining precision and abnormal operation of machine tool parameters. The NC machining accuracy strategy of dynamic programming was to promote the development of automatic programming CNC machining.

Keywords： automatic programming；NC machining accuracy；influencing factors

在数控机床实际生产运用中，相关人员要加强对自动编程的数控加工精度的影响因素分析，从而更好地促进数控机床发展。

1 自动编程原点、数据处理、加工路线对数控机床加工精度的影响及解决对策

1.1 自动编程原点对数控机床加工精度的影响和解决对策

在数控机床自动编程中，编程原点位置和安排严重影响零件的加工精度。因此，在零件加工时要始终坚持编程基准、设计基准、工艺基准统一的原则，降低零件加工计算的误差。另外，编程原点需要和图纸基准保持一致，简化数据计算，减少数据计算误差的产生。

1.2 自动编程数据处理对数控机床加工精度的影响和解决对策

如果用手工计算的方式处理数控机床数据，则很难控制好各个节点之间的精准度。为此，可以通过以下方式来提升数据计算的精准度：首先，在手工计算时，将中间数据保留在四位小数以上；其次，根据数控机床脉冲当量来调整自动编程尺寸；最后，在计算脉冲当量的过程中，要将各项计算结果保留三位小数以上。

1.3 自动编程加工路线对数控机床加工精度的影响和解決对策

在数控机床自动编程中，加工路线的选择要从以下几方面入手。第一，加强对进刀、退刀方法对零件轮廓影响的认识。在进行一些精度较高的零件加工时，要避免进刀和退刀在表面进行。第二，在大多数情况下，应用顺铣的方法加工零件，但如果零件表面存在硬化层，则需要选择逆铣的方法进行加工[1]。

2 自动编程工艺方法对数控机床加工精度的影响及解决对策

在应用这一工艺方案的过程中容易出现的误差主要包含以下几种。第一，基准选择不一致出现的基准不重合误差。在工件被安装到机床主轴时，要通过对刀的方式建立机床坐标系。为了提升零件加工精度，要在零件设计基准上选择刀点，并考虑对刀操作的方便性和准确性。第二，工序安排不恰当造成的误差。在考虑毛坯刚性、毛坯变形、零件精度等因素的基础上，按照先粗后精的原则实现对零件的精细化加工。对于几何形状误差和表面粗糙要求较高的轴或者孔，可以通过粗、精加工各一半的方式进行加工。在加工过程中，为了消除误差，可以应用车削模块中分层次切削的方式进行加工。另外，在粗、精加工过程中，要深刻认识到S、F、Ap的取值是不同的。为此，在具体加工操作中需要进一步明确粗加工和精加工的目的。第三，对刀不恰当造成的误差。数控机床加工时程序起始点Rt需要在零件设计基准或者工艺基准上进行，进而提升数控机床加工精度。在数控机床加工过程中，由于不同类型道具刀位点不同，在对刀时，需要确保刀位点和对刀点Rt在同一个位置点上。但从实际操作情况来看，外圆车刀、带有半径R的刀和夹刀之间的距离较大，在操作过程中容易出现对刀误差。为了有效解决这个问题，相关人员可以应用光学对刀仪进行机外对刀或者机上对刀[2]。

3 自动编程对刀时刀尖高度高于或者低于工件回转中心出现的加工误差及解决对策

在自动编程操作中，如果刀尖高度和机床轴心线处于同一个高度，那么工件尺寸大小会受刀具长度和移动情况的影响；而如果刀尖比机床主轴线高，则需要将刀具作为一种等量设置进行移动，由此会使数控车床加工工件的径向尺寸出现偏差。刀尖高度对外圆加工产生的影响如图1所示。刀具T1和轴线等高之间的位置上，从1到2的进给距离是a。虽然刀具在开始时位置和同一个圆的位置相同，但在2的时候，距离出现误差。针对这个问题，将图1转变为图2。刀尖从1到2的进给距离是a，经过一系列调整后，刀具误差得到有效控制。

4 数控机床误差对数控车床加工精度的影响及改进措施

4.1 伺服系统误差对数控车床加工精度的影响及改进措施

在开环控制的机床进给系统中，步进电动机步距离精度、机械部件的转动精度等严重影响数控机床的进给位移、角移精度。为了提升伺服系统的精度，可以通过减少组成环的缝隙和提升组成环的精度来实现[3]。另外，受进给伺服系统本身特点的影响，伺服系统也会对数控车床加工精度产生影响。在数控车床加工直线、圆弧轮廓工件的拐角位置上，数控机床可以通过刀补的方式来调整，但受速度误差的影响，还会引发一系列加工数据误差。

4.2 螺距误差对数控车床加工精度的影响及改进措施

误差补偿技术主要是指在数控机床加工过程中，对某一特定轴的运动轨迹进行记录，并比较记录结果和精密仪器的测量结果。在数控车床加工过程中，通过在轴上选择一定量的测量点和误差记录，能对轴在不同点、不同时间的误差进行控制。数控机床测量点的数量越多，螺距误差补偿技术的实施效果越明显。

4.3 反向间隙误差对数控车床加工精度的影响及改进措施

在数控机床设计过程，需要相关人员加强对数控机床反向间隙的考虑，尽可能将缝隙控制在最小误差中。另外，在半闭环系统的数控机床中，可以通过螺距误差补偿技术对机床运转过程中的各点反向间隙进行记录，并将其录入控制系统，实现数控机床的自动补偿误差操作。

5 结语

相关人员在设计和使用数控机床时，需要加强对这项产品质量的关注，从优化自动编程的数控加工工艺方案、对刀时刀尖和工件回转中心误差防控、自动编程的数控加工精度误差控制、机床电气参数运行异常等方面考虑数控车床加工精度的影响因素，以期更好地发挥数控机床在社会生产、加工中的作用。

参考文献：

[1]阮琼琳.数控车床加工精度的影响因素及改进措施[J].祖国，2017（16）：298-298.

[2]胡靖晟.数控车床加工精度的影响因素及提高措施[J].通讯世界，2017（4）：243-244.

[3]刘仲海.影响数控加工精度的主要因素及提升策略[J].科研，2016（8）：184-185.