提高数控机械加工精度的措施探讨

广西机电技师学院 叶国燃

引言

数控机床具有很高的生产效率，可以自动化加工，并且可以完成普通机床无法处理的大部分复杂零件，大大减轻了操作员的工作强度。提高我国制造公司建设和制造力量的速度，将加快和增强我国的综合国力。在现代制造业中，数控车床具有非常重要的地位和作用，为我国的经济发展做出了巨大的贡献。同时，可以认为随着技术各个方面的进步，数控车床的状况将变得越来越重要。然而，在当前的实际应用中，受诸如温度和反偏差之类的因素印象，加工精度不足，降低产品质量。

1 数控车床的工作原理和特点

1.1 数控车床的工作原理

数控车床是一种高精度、高柔性、高效率的自动化机床，主要包括动力、电子控制、机体、伺服系统和传感器。配备动力转塔或多功能转塔，用于加工复杂的工件，例如直圆柱、斜圆柱、各种螺纹、凹槽和螺杆。其工作原理不同于普通车床。编译完零件图的加工程序，将编程系统输入到CNC 设备后，CNC 设备会经过大量的数据计算和处理，并发送命令。通过直接连接到伺服系统（即正在运行的机器）来运行机器驱动机体的多个零件，以根据要求加工零件图纸所需的成品零件。

1.2 数控车床的特点

与普通车床相比，各种先进部件极大地提高了数控车床的性能，并提供了更强大的功能和优势。首先，数控车床具有较高的加工精度和精度，加工过程相对稳定，发生强烈振动的可能性较小，安全性和稳定性更加突出。其次，数控车床的生产质量和生产效率较高。 CNC 系统在保证产品质量的同时，大大加快了加工速度。另外，CNC 车床可以进行多坐标连接，并且可以加工的工件复杂性更高。另外，CNC 车床与普通车床相比具有更强的加工能力，只需要通过CNC 程序和参数进行调整即可。最后，数控车床具有高度的自动化程度，较低的加工成本和较高的实际生产率，可以为加工企业创造更大的经济价值。

2 提高数控加工效率的重要性分析

数控机床在我国制造业中的作用不可低估，通过提高数控机床的加工效率，可以不断提高制造业企业的工作效率，有力地促进制造业企业的发展。改善我国的社会经济体制，数控机床是重要的生产工具，自动化程度高，操作的稳定性和准确性也得到了提高，借助数控机床，可以有效处理加工精度高和结构复杂的零件。使用CNC 加工机床，可以节省大量工序，将生产成本保持在合理范围内，并满足节省人力的要求，从而不断提高加工效率，加快制造进度的同时促进企业健康发展。

3 影响机械加工精度的因素分析

与传统的车床相比，数控车床具有更高的加工精度。这是因为CNC 车床使用的数字控制可减少人为控制错误。会自动调整处理路径。但是，不管车床的类型如何，加工精度都受到车刀参数的影响。

3.1 伺服系统驱动因素

伺服系统是CNC 车床的中央系统。伺服系统的质量极大地影响着数控车床的加工质量。伺服系统控制车床的不同部分以执行加工操作。滚珠丝杠用于将刀具精确地定位在CNC 车床上，伺服电机用于精确控制滚珠丝杠的运动。如果滚珠丝杠中有间隙，将影响加工工具的位置，工具的位置不准确，不能保证加工质量。通常，数控车床采用半闭环控制。即通过传感器实时检测滚珠丝杠的位置，然后将其与设置位置进行比较，并调整伺服电机以使滚珠丝杠到达指定位置。但是，滚珠丝杠与伺服电动机之间的间隙较小，并且由于外部加工力的作用而使间隙增大，从而导致加工误差。另外，随着滚珠丝杠地来回移动，中间空间继续扩大，这会影响加工精度。

3.2 车刀参数变化的因素

刀具有许多切削刃和刻面。这些面形成许多复杂的角度，而其他角度对切割有很大的影响。例如，如果将棒加工成圆弧状的尖端并以较小的进入角加工工具，则原料的轴的偏斜度不同，中性差，加工质量差。另外，在加工金属材料时，必须考虑金属的硬度和刚度，并且必须根据各种原材料选择合适的工具材料，可以减少刀具损坏，提高加工精度，并在加工过程中产生大量热量，因此要合理设计刀具断屑槽防止损坏加工表面，以提高加工质量。

3.3 由于过程系统的热变形而引起的错误

由于过程系统的热变形而导致错误的三个原因。首先是机床的温度过高而引起变形。如果在操作过程中机床温度过高，会导致机床所有零件的磨损和损坏。其次是工具温度过高而引起变形。在加工过程中，连续加工会导致刀具受到高温的影响，从而降低了刀具的韧性，并使刀具的锋利度降低，从而影响了切割操作。最后是工件的温度过高而导致变形。在处理过程中某些组件会被加热。经过加工和冷却后，长度和直径在一定程度上受热膨胀和冷收缩原理的影响。加工过程中工件未均匀受热，冷却后，总尺寸误差与最初的期望值相差一定距离，从而导致几何误差。

4 提高数控机床加工精度的对策

4.1 提高CNC 车床本身加工精度的措施

首先，对于开放式CNC 车床控制系统，一方面必须提高组件的质量和性能，可以更好地满足CNC 车床的实际需求。另一方面，需要优化控制电路，尤其是要为控制系统构建补偿电路时，对于闭环数控车床控制系统，应特别注意反馈系统和安装过程中的精度问题，以方便满足相关要求。其次，考虑到数控车床输送系统造成的错误，需要执行以下操作：第一，必须增加传动元件的刚度，以防止出现过冲，起落等问题。第二，根据特定的传输组件的差异，采用相应的方法消除它们之间的差距。例如，如果齿轮中有间隙，则可以使用固定调整方法或弹性调整方法进行调整。第三，在传动系统运行过程中，机械传动链经常因力或热变形而变形，因此可以采用减少摩擦的方法。这意味着可以适当地增加传动链的刚度。

4.2 在工艺系统的温度和热变形影响下提高CNC 车床加工精度

首先，考虑到温度控制困难，有必要在CNC 车床加工过程中根据特定温度在从上限偏差到下限偏差的范围内选择合适的零件加工尺寸。这样，可以将空气温度对金属材料零件尺寸的影响有效地控制在可接受的范围内。

其次，考虑到上述数控车床加工精度误差所引起的加工系统的热变形，主要采取以下三种措施。第一，提高传动系统的刚性和热稳定性以及CNC 车床的结构。第二，需要进行游隙和丝杠螺距误差校正，并且借助计算机可以进行自动校正，以提高工作效率和质量。

最后，电机是数控车床的重要组成部分，因此在实际运行过程中，如果步进电机产生衰减的振动和转子旋转的脉冲当量误差，那么相应的振动频率通常会跟随一个独特的电动机。由于频率相对接近，因此它们最终会导致电动机和CNC 车床产生共振。因此，为了有效地控制步进电动机和CNC 车床的共振，要增加步进电动机的固有频率。但是，需要一些特殊的方法和手段，例如主要增加步进电动机的电阻以实现该操作。

4.3 改善员工专业素养

数控加工的效率与员工的专业技能密切相关，在实际加工过程中，数控加工误差往往是人为因素造成的。因此，制造企业应提高员工的专业水平，建立科学合理的管理体系，制造企业应在培训人员规范安全管理之前，规范数控机床相关岗位，建立科学合理的管理体系。通过质量控制和其他生产加工内容，确保员工以实际规格为实际工作的基础，并且严格按照公司制定的相关标准和规格工作，以提高员工的工作水平和质量。同时，加强员工培训。制造公司可以定期培训一线技术人员以了解数控机床的加工原理，加工步骤，操作方法和零件加工技术，并提高技术人员加工操作的能力。编程技术人员可以通过对数控机床进行编程培训。旨在帮助工作人员了解行业最新技术和最新指南，以便工作人员可以快速发现行业中的问题。可以进行维护人员的实际操作培训，以提高维护人员的实际技能，丰富维护经验，提高全体员工的专业素养。在管理员工时，传统的管理方法不再可用，需要某些创新。例如，一家制造公司可以制定评估系统和薪酬与处罚系统，以定量和定性的方式对一线技术人员，编程技术人员和维护人员进行安全知识、专业知识和专业技术的全面评估。对于优秀的员工，制造公司可以通过提供特定的物质激励或精神激励来不断提高他们的专业素质，增强员工的学习热情。

4.4 重视软件开发

为了不断提高加工效率并保证数控机床的优良性能，必须高度重视程序设计的控制，人力操作水平等，因此软件的开发和应用应具有较高的水平。价值是至关重要的，在CNC 技术中，自动控制技术是重要的组成部分，CNC 机床操作员必须具有高度的专业知识才能灵活地使用各种操作软件。但是，由于需要在操作CNC 机器的过程中提高相关人员的知识水平，因此容易出现操作错误，并且在一定程度上阻碍了加工质量的提高。可以及时修改编程程序，这对于软件开发和应用程序也很重要。通过执行检测程序，可以及时消除CNC 机器的故障，程序员和CNC 机器操作员需要执行更高级别的工作，以不断提高CNC 加工效率。

5 结语

对于加工中的系统问题，操作员必须充分考虑管理、切削工具、材料和CNC 机床设置等各个方面，需要科学的选择来不断改进CNC 加工精度，确保零件的加工质量，并提高生产效率。实际上，不可能完全消除加工过程中的错误，但是可以采取有效措施将其控制在可接受的范围内。在实际的加工过程中，需要采取有效控制加工误差的措施，以提高加工产品的加工精度。为此，有必要对实际加工过程中的误差进行详细研究，找出误差的原因和影响因素，采取目标措施减少或控制误差。同时，可以优化加工工艺，提高产品加工过程的可控性，对提高产品加工精度和生产效率具有积极作用。