影响数控车床加工精度的因素及应对措施

2021-11-24艾思旭

商品与质量 2021年40期

艾思旭

中国航发哈尔滨东安发动机有限公司黑龙江哈尔滨 150066

数控车床在应用到各个行业中，能够带来更大的经济效益。数控车床加工时，十分注重加工精度和产品质量，我国在引进自动化技术后，更是对数控车床加工精度引起了重视和提出了新的要求，即编程精度、伺服精度等的提高，会明显提升数控车床的应用价值，使得数控车床应用更加广泛。

1 影响数控车床加工精度的主要影响因素

1.1 车刀几何参数出现较大误差

相关的工作人员在进行数控加工时，会选择车刀等设备进行操作和处理。如：车刀在对零件处理时会遵循已经设定好的行动轨迹，但是如果车刀出现圆弧半径问题或者车刀偏角问题等，在处理加工零部件时也会出现一系列问题，如：轴线尺寸产生较大误差。圆弧半径不断增加与轴向尺寸变化量等有直接关系，两者存在紧密联系。操作人员在进行数控机床的操作时，会对轴向尺寸偏差予以充分的考虑，并根据零部件所持有特点和使用的规范等，合理处理轴向尺寸和位移长度，在对位移长度等进行优化和调整后，对加工流程等进行合理编制。尤其是车刀的刀尖距和圆弧半径等参数没有在合理调整和设置，会对加工的精度等产生影响。例如：某车间在加工时，技术工作人员通过对轴向进行检查发现其存在的较大偏差，再加上车道规格尺寸不符合要求、刀具使用时产生摩擦和损害，导致零件加工质量产生不良的影响。因此，为了能够防止零件加工或者处理时精度变低，车床人员需要对车刀参数和车刀尺寸等进行重视，进一步明确刀具使用规格，注意刀具的磨损情况，并设置相应的补偿参数[1]。

1.2 伺服控制系统出现误差

逼近误差依靠数学原理理论展开线性处理过程中，针对非圆结构处理时使用的是直线轮廓，并不是曲线轮廓。然而直线轮廓使用过程中极易出现非常大的偏差，例如：通过对加工零件进行检查得知该零件的轮廓形状不符合图纸设计中的要求，在一定程度上降低了加工能力。另外，如果伺服控制系统存在非常严重的问题时，同样会直接影响加工过程，不利于制定出更加精细的加工方案。

伺服系统同样会直接影响数控车床车削加工生产期间形成的圆弧工艺或直线工艺等，实际上是直接影响了机械移动的速度；如果伺服系统严重影响了机械的加速度，就需要技术人员加强对伺服系统的控制，同时设计恰当的控制方案。数控机床加工时应用该系统能够提升数控车床的加工效率和作业效率，通过采用相关控制的手段，以提升该系统应用的可靠性。如果没有对其进行有效控制，将对该系统的效果产生不良影响。在实际操作中我们发现，技术人员在加工生产期间缺少对各项参数的管控，致使生产的机械零件成品和样品存在不相符的情况，最终直接影响了数控车床加工的质量[2]。

1.3 电机运行时产生的误差

数控车床在加工过程中还会对电机驱动和电机使用过程等产生的误差等进行重点的关注，相关人员在全面分析这一误差产生的主要原因和技术因素，以对数控加工速度等予以保障，同时还能够提升产品的质量。而从实践中我们发现，电机在使用过程中经常出现圆整误差和逼近误差，在制定出控制方案后，加强对电机转速和刹车功能等治理，以保障其误差值能够符合其加工的标准。

1.4 编程误差

编程误差之所以产生主要与数控机床内部的数学逻辑问题有直接关系，为了降低其误差，使得其精度明显提升，只有采用适合的方法才能提升数控车床的分辨率。

2 提升数控车床加工精度的有效对策

数控车床主要是由数控主机、辅助系统、数控设备技术控驱动设备等组合而成，在机械零件加工生产过程中使用这些设备，可以明显提高零部件的加工生产效率，强化控制技能。车床的核心主要为数控装置，该装置包括电路板、CRT显示器、其他软件等，使得加工作业精细化程度得到明显提升。因此，数控车床加工精度在控制时，应该对使用刀具、电机运行的状况、伺服控制系统等进行完善，其详细的情况如下所示：

2.1 对刀和规范刀具

对刀的方法主要有机外对刀和机内对刀。机外对刀主要是利用刀具预调仪进行对刀，同样可以采用试切法进行对刀。每一把所使用的刀具，需要以该点为零点对刀，刀补值在自动记录相应的数值，保障Z轴对刀完成。X轴需要对刀利用试切对刀，开展对工件开展微量切削，测量被切削的数值，即输入X20和X轴为20mm，刀补值记录，进而完成对刀。这一方法在利用时，对于操作人员的经验有着较高要求[3]。

数控车床加工生产期间，数控车床的使用性能会受到多方面因素产生的不利影响，如：车刀的型号、参数及特点等，最终导致精密零部件的加工受到一定的影响，降低其加工水平。所以如果刀具类型与制定标准不相符，就需要适当调整以往车削加工的方法，从而可以让刀具符合加工生产的条件与要求。比如，某数控车床车削加工生产过程中，需要留出刀补，特别需要在加工生产以前加强控制有关零部件的型号与规格，即保障在1mm左右。加工时，还需对测量零件余量等进行测量，以对车削加工精度等进行合理控制，在进行二次的加工工艺后，能够控制径向进给量，保障其数量值控制在0.5mm左右；允许加工公差标准值为0.04mm。同时，数控机床加工时，还应该对余量、加工余量、公差中间值等进行控制，即控制在0.8mm、1mm和0.02mm。

数控机床在加工时，还应该对刀点开展有效控制，即对断面中心点进行明确，深入剖析刀区域。数控机床技术在控制过程中，需要全面检查使用效果后，反馈出机械零部件真实的使用反馈，从而可以使机械加工的效率与质量得到全面提高。另一方面，数控机床加工生产过程中，还需要进一步细化生产产品，加大对机械零部件加工面、刀具等控制的力度，采取试切实验等方法，全面检测数控机床相关技术。针对机械零部件的处理与测量，需要进行补刀操作，这样可以将生产技术水平提升到标准高度。利用X轴处理刀具时，还需要更好的管控零部件加工生产过程，快速发展零部件生产过程中出现的新问题，加快技术的创新与完善，从而可以实现产品加工的精细化。所以，工作人员运用该技术过程中，需要不断的积累经验，强化自身的技能，基于完善与优化数控机床技术的同时，合理控制零部件加工误差。

2.2 加强对伺服系统的控制

数控车床加工时需对控制系统展开合理的应用，主要是因为伺服系统在车床加工过程中发挥着不可获取的作用，相关设计人员在对该系统开展有效的升级后，使该系统中的零件在精度的把握上和性能方面都发挥出了明显的改变。同时项目施工人员在数控加工中合理应用这一系统时，评价着其强大的优势和功能，增强了车床加工的质量和效率。另外，在对这一系统进行控制时，相关施工人员应该对该系统运行时易产生的误差或者偏差等进行纠正，使得车床加工时加工的产品达到相关标准，实现机械零部件现代化发展。因此，系统服务能力想要提升，通过开展对系统的改造和升级，生产出高性能的配件等显得尤为重要。例如：加强对驱动部件进行改造和升级，对设备参数等进行监督、计算和优化等，能够实现车床加工的最大化发展[4]。

伺服系统在应用时，还应该加强对车削加工步骤的控制和管理。主要是因为车削加工步骤（速度的或者开环效益）等与伺服系统的应用有直接联系。其在控制时主要针对以下方面提出解决的对策：

①车削加工时会受到不同速度的影响，产生较大误差。针对于这一情况，应该重视单轴直线加工的控制，而想要把握好指定的时间应该以工况条件为基础，待到一些加工作业完成后，对误差值等进行有效控制。②反复测试开环增益效果，尤其是在遇到不同产品类型的加工时，应将轴的角度控制在45°，在达到这一角度标准后，使得零部件精度等得到提升，增强加工产品的质量。③针对于精密圆弧部分进行加工过程中，应保障开环增益能够保持一致，进而使得车床精密加工的能力得到不断提升。

2.3 采用误差补偿措施

数控机床加工中产生的误差主要包括逼近误差和圆整误差，在对这些误差进行合理就控制和管理，能够明显提升数控机床的精准度。不同的误差采用的方法各不相同，针对于逼近误差，主要采用近似算法、弥合思想算法。即通过利用这一方法，能够计算出零件的廓形。在计算时应构建相应模式，计算出不规则零件近似值，从而有效控制精密零部件再加工时产生的较大误差。其中补偿的措施主要指在对控制系统进行控制，以软件和硬件的方式提升机械设备的精准度。开展对硬件的补偿时，还需要对加工零件开展有效的控制和调整，这样才能使得精度得到提升。软件补偿时通过开展对软件的升级和操作、控制等，保障后台控制中心具有更加优质的服务。误差补偿措施能够对数控车床加工中存在的问题进行有效控制，加强对相关管理技术升级，以增强其经济效益。另外，该技术在应用时，需对这一技术使用的效益等开展有效的测量和评估，通过合理分析掌握其可能存在的问题，不断增强该系统的性能[5]。

加大对设备车床的合理调试等，待到测试合格后，进行数控机床的加工，从而使得零部件加工时更加安全、有保障。加工之前，相关设计人员在制定出加工工艺方案时，通过反复论证和实践，以提升零部件加工的可行性，进而使其达到标准范围，这样才能开展有效的施工。数控机床在加工时，还应对相关的细节开展有效控制，如：及时对刀具磨损状况等进行有效控制盒检查，及时对磨损的刀头等进行更换和控制，以免加工精度受到不良的影响。数控机床在进行具体的加工时，应该开展机床的动态化监控，即对误差补偿措施的结果和产生效果等开展监督和管理，使其技术在应用时更加标准。

2.4 按照编程原则进行参数的设置

相关人员在对不同产品的精度要求进行了解后，在编程时需要遵循“先粗车、后精车”等原则，增强其精度。同时，为了能够防止出现缩料的情况，应该先钻孔再端平；小公差工件表面所出现的变形或者被划伤的情况，应先考虑大公差。同时，根据材料明确转速和切深、进给。如：碳钢材料的参数分别为：SI1600、F02.2mm；硬质合金参数设置为S800，F0.08，0.5mm。

2.5 提前做好对误差情况的防范

为了进一步降低数控车床加工时出现的误差，需提早做好防范，因此，在运行过程中，为了对工作人员进行防范，应该根据数控机床操作实际情况等进行合理设计，如：对数控车床部件或者数控车床程序等进行设计，通过优化数控车床装置，以避免其在运行中产生较大误差。设计人员在对数控车床整体结构进行设计时，还需要对数控车床加工设备周围环境等予以充分考虑，以减少其由于的环境造造成的破坏和温度失衡带来的不良影响，通过对整体数控车床进行有效设计，旨在能够有效提升数控车床加工的精准度。

2.6 定期对使用设备的检查

数控机床在运行过程中很容易出现各种故障，而当出现这些故障时，也会对数控机床的加工精度产生不良影响，更加严重的还会影响数控机床的顺利运行。因此，为了能够提升数控机床的精度，需要对出现的故障进行有效控制，定期对故障进行维修和检查，如：相关人员在制定详细的维护方案，设计检查计划和维护计划等，进而保障数控机床不在出现任何的故障，进而提升数控车床的精准度。