数控车床加工精度影响因素分析及其控制

文小山 王庆国 李志强 王春江

摘要：随着国民经济的不断增长，科学技术的不断完善，数控车床加工技术也在飞速发展，对于车床加工精度也提出了更高的要求。数控车床作为一项先进的加工生产技术，能够帮助工厂大大提高产品的生产质量和效率，但是在其运用过程中会受到一些因素的影响，导致数控车床加工精度的降低。本文针对数控车床加工精度因素与控制展开分析与探讨，希望带给大家参考意义。

关键词： 数控车床;加工精度;控制策略

引言

近年来，数控车床被广泛应用于机械制造等工业生产当中，为企业创收增盈，提高生产效率发挥着重要作用[1] 。工业生产中对于机械产品的精度要求较高，尤其是精密仪器制造等，更是对数控技术提出更加严格的要求。因此，如何提高数控车床的精度操作，准确无误地按照设计要求生产出合格产品，严格把控好质量关、安全关，具有十分重要的意义。

1数控车床加工精度的影响因素

1.1 伺服系统驱动

伺服系统是数控车床系统中尤为重要的组成部分。在数控车床应用过程中，其准确定位需要依靠于滚珠丝杠，而伺服电机驱动就是科学有效控制滚珠丝杠的重要部分，一旦伺服系统驱动出现问题，那么滚珠丝杠的定位作用就无法发挥，进而也就会影响到数控车床的加工精度。而在数控车床应用过程中，伺服系统驱动问题就经常发生，是影响车床加工精度的重要因素。

1.2 刀具参数

零件的加工主要是通过刀具实现，需要通过刀具对零件进行切削。在数控车床加工中，需要针对零件材料、大小选择合理的刀具以及切削参数，从而提高刀具切削性能，有效地降低刀具参数选择不当造成的零件误差，提高数控机床的加工精度。

1.3程序运行

数控机床在应用过程中，其加工操作及其他控制系統都具有严格的顺序和规范，如果工作人员在操作过程中没有按照一定的程序进行，或者是数控机床的运行程序不合理，就会直接影响到数控机床的加工精度[2] 。就实际看，很多工作人员在数控机床操作过程中，常常会出现不遵守相应程序、操作顺序不科学、处理数据误差等问题，这些问题会影响程序的正常运行，进而影响零件的精度。

1.4车床状态

数控车床的运行状态是影响数控车床加工精度的主要因素之一，通常情况下，影响车床状态的因素如下：

第一，车床在加工过程中会产生大量的零件废料，这些废料将会对零件的加工过程造成一定的影响，甚至影响刀具的正常运行;

第二，电压或电流的稳定性会影响车床的运行状态，一旦电压或电流发生变化，将会导致刀具加工过程中出现卡顿的现象，对零件加工的精度造成影响;

第三，车床加工过程中产生电磁波，将会引起车床发生轻微的震荡，对数控车床的精度造成一定的影响。因此，需要采取有效的手段，让数控车床保持良好的运行状态 [2] 。

2数控车床加工精度的控制策略

2.1应用误差防止法控制精度

误差防止法就是提前将各种误差进行消除，以提高加工精度的一种方法。为了更好地保证数控车床的加工精度，工作人员可以采用误差防止法进行控制。比如可以通过改善车间环境、升级车床零件装配、提升车床系统刚度等，达到提升数控车床精度和质量的目的。工作人员还需要加强对车床设备的研究分析，做好车床的优化、设计工作，从专业的角度对车床进行科学分析，判断可能出现的误差问题，提前解决误差问题或者将误差控制在合理范围内，避免误差影响加工精度。另外，为了防止误差问题的发生，工作人员还可以对各元件生产制造过程和组装过程进行严格把控，比如对每一个零部件要严格控制质量，在组装过程中，保证高精度、高效率、科学、规范组装，这样可以确保数控车床的精度，进而提高产生生产质量。

2.2强化数控车床总体设计

数控车床加工制造人员要不断强化车床总体优化工作，通过创新设计主机结构，引进装配高质量功能部件，这样才能够最大化提高数控车床零件加工质量和效率，帮助企业降低人工生产成本。在数控车床总体优化设计中，相关工作人员还需确保变形应力均匀分配到不同部件上，这样能够优化改善数控车床变形问题，防止出现刚度薄弱部件问题。数控车床加工制造人员可以根据实际情况合理调整车床结构重心高度，这样能够一定程度增加摆动模态频率。此外，在确保车床结构刚度的前提下，工作人员可以尽量减少结构材料的实际用量，这样有利于实现科学控制机床重心。工作人员还可以利用优化数控车床主轴系统的热态性能，来弥补传统加工的缺陷，以改善主轴系统设计的合理性，避免主轴出现漂移，尽可能降低误差的出现。

2.3运用编程法进行修正

在对一些结构复杂或精度要求较高的零件进行加工时，需要采取自动编程与人工校验相互结合的方式进行编程，保证车床的加工精度。人工校验主要是通过编程法对误差进行修正，可以有效地消除间隙误差。编程法可以有效地实现插补加工的过程，对误差进行弥补或还原。编程法在使用前，需要将反向间隙值编入程序中，当车床加工过程出现误差时，系统将会调用事先存好的反向间隙值对误差进行修正，从而提高车床的加工精度。在编程法完成后，需要做好车床的调试工作，对误差修正的准确性进行检验，确保能够真正的消除误差。在调试过程中，需要根据车床对零件的实际加工情况对程序进行分析，科学合理地对加工的细节进行检查，保证调试结果的准确性 [3] 。

2.4加工细节控制

在经过加工前的设备调试环节后，还需要检查零部件产品的合格情况，若没有基本的质量保障，将会严重影响下一步工作的开展。在调试环节可以详细分析各部件之间配合运转的情况，但并不能够完全反映出每一个部件产品质量是否合格达标。在实际加工生产过程中，通常会因为细节问题影响加工精度。同时，试运转期间，由于质量无法保证，也会造成刀具的磨损破坏，进而影响加工精度。

2.5加强几何精度管理

要通过加强过程管控来提高车床的加工精度。在车床正常工作状态下，要严格控制车刀的切削速度，以求达到设计加工的理想精度要求，切勿将切削速度固定在高速运转状态下，尽量减少空隙产生和偏振的影响，从而影响精度施工。在加工操作过程中，可以利用滚动钢制轨道的方式，促进切削工作更加流畅，结合钢制轨道的刚度情况，提高导轨自身稳定性，使得车床能够在稳定导轨平面自由滑动。同时，在车床设计之初，还应当考虑借助辅助设备对滑道进行加固，使其始终处于水平位置，导轨与基座之间应尽量减少缝隙，如果存在缝隙，还需要及时采取辅助物进行充填，确保通过提高车床设计的进一步合理性，来保证切削工作的平稳顺滑加工，减少故障率和精度下降。

结语

在实际加工操作过程中，数控机床作为一种机械设备，在应用过程中难免会存在较多的影响因素，进而降低其加工精度。所以，需要利用科学管控，严格遵循规章制度和工艺流程，促进专业人员的协调分工，提升精度加工与精度管理水平，确保在精度提升后，产品质量与安全质量进一步得到保障，从保障企业更好地发展。

参考文献

[1]吴福昌. 数控车床加工精度的影响因素及提高措施分析[J]. 机电工程技术，2019，48（7）：13 -14 +119.

[2]郑美超，王智群.数控车床加工精度的影响因素[J].南方农机，2020，51（08）：174.

[3]顾宏.基于数控车床加工精度的影响因素分析及应对策略探究[J].机械工程，2016（6）：66-68.

[4] 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.