数控车床加工精度的影响因素及提高措施

赵志虎，孙鹏，李佳欣

[摘    要]随着社会经济的快速发展和科学技术的不断进步，数控车床在机械生产领域发挥着重要作用。与普通机械相比，数控车机具有更高的加工精度和自动化程度。主要分析了影响数控车床加工精度的因素，并提出了提高数控车床加工精度的具体措施。

[关键词]数控车床;加工精度;影响因素;改进措施

[中图分类号]TG519.1 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2022）02–00–03

Research on Influencing Factors and Improving

Measures of Machining Accuracy of NC lathe

Zhao Zhi-hu，Sun Peng，Li Jia-xin

[Abstract]With the rapid development of social economy and the continuous progress of science and technology， CNC lathe plays an important role in the field of mechanical production. Compared with ordinary machinery， CNC lathe has higher machining accuracy and automation. Firstly， this paper analyzes the factors affecting the machining accuracy of NC lathe， and puts forward the specific measures to improve the machining accuracy of NC lathe.

[Keywords]CNC lathe; machining accuracy; influencing factor; improvement measure

1 数控车床结构组成及优点

1.1 数控车床的组成和结构

针对我国工业和制造业的现状，数控车床设备具有外形大、结构复杂的特点。为了有效、严格地控制数控车床的加工精度，有必要对数控车床的复杂结构有清晰地认识和了解。①数控设备，主要指使用的硬件和软件设备。专业技术操作员使用CNC设备存储数据，并将数据导入CNC零件加工程序，分析和协调大量备件的信息数据，进而控制和处理数控面板的加工精度。②驱动装置，它是数控车床加工过程中的基本部件，包括推力单元、主轴驱动和主轴电机。它不仅是数控加工过程中的核心部件，也是数控加工过程中不可缺少的实现部件。③辅助装置。该部分的功能是保证数控机床的长期稳定运行。数控车床的加工离不开辅助设备的支持，数控刀具的加工，無论是制冷连接、切削距离还是光学连接，都与辅助设备的使用密切相关。④主要设备是数控车床部件正常工作的核心保证，包括立柱、床身等机械部件或适合切割操作的部件，它是数控机床最重要的结构。

1.2 数控车床的特点和优势

该部分论述了信息技术下数控车床技术与传统车床技术的比较：数控车床机与传统车床技术相比，协作性更强，优势明显。因此，在实际的刀具加工过程中，可以更方便有效地实现复杂结构零件的生产。数控车床技术生产的工业产品精度远高于传统车床，加工效率和质量远高于传统车床。现代信息技术不断改进和提高设备的自动化程度，减少一些人工操作，降低人工成本;当然，就生产密度而言，它也优于传统加工，对数控设备的维护和维修有更详细的要求。因此，现代数控车床的维护和维修需要高素质的专业人才，在维护和检修过程中，必须有强烈的责任感，有效优化和完善基于信息化的控制程序参数信息。

2 影响精度的因素分析

2.1 刀具参数

加工机床时，易受外界因素的影响，伺服阀的使用不能有效保证加工精度，影响产品质量。长期使用后，主要受刀具磨损误差、伺服控制误差和加热误差的影响。

2.2 伺服系统

数控机床控制复杂，需要伺服系统来实现对零件的有效控制和加工。伺服系统是一种能够对目标零件进行有效跟踪和控制，完成零件自动加工过程的反馈系统。在数控机床的加工过程中，通常采用半闭环伺服系统使伺服电机在旋转过程中反转，产生非常明显的怠速过程，导致工件的传动过程存在较大的滞后，这会导致零件加工过程中出现较大误差。零件在加工过程中受到许多外力的影响，例如，在数控车床操作过程中，零件会受到一定的外力，工件在加工过程中容易变形，产生较大的弹性间隙，影响工件的精度。

3 数控车床加工精度的提高措施

3.1 选择最合适的工具

为了控制数控车床的加工精度，必须合理选择加工刀具。由于实际生产的工件不同，加工工件的结构也不同，因此在实际生产中应从刀具的选择入手。对于加工精度高的数控车床，应选择要求高的刀具;对于加工精度较低的数控车床，可选择通用支架。目前，工具形状有圆形、方形、三角形和菱形，硬质材料在加工过程中会损坏刀具产品，因此必须选择较小的刀具形状，加工小零件时，必须选择刚度低的刀具。

3.2 正确的轨道控制

为了提高数控机床的整体功能，可以考虑数控倾斜机床的整体建模。这种造型结构不仅可以极大减轻数控旋转机床的自重，而且可以极大提高数控旋转机床的整体性能。同时，在设计中也更换了全封闭圆柱结构，有利于提高数控机床的整体旋转能力，这有效地提高了高速数控车床的运动稳定性，提出了提高数控车床轨迹精度的措施，以及优化数控车床轨迹结构和结构的必要性，数控机床在高负荷下长时间工作。因此，必须对数控旋压机进行跟踪，由专业数控人员定期对数控车床生产线进行验证。

3.3 误差补偿的灵活使用

实际上，自动误差补偿方法的工作原理是利用中国数控机械系统独特的误差补偿机制，自动补偿数控机械运动坐标方向和轴的运动误差，提高车床的精度。经过长期的理论测试，定向测量的应用效果良好。由于小故障补偿技术的广泛应用和数控机床性能的低下，可以生产出高精度的工件。有些硬件设备不能实现自动误差补偿，但软件可以实现自动误差补偿的效果，数控车床采用半闭环伺服，定位精度高，对于有反向偏差的零件，可能会影响加工精度。在出现误差的情况下，补偿方法只能用于减小零件的精度误差。目前，数控车床在加工过程中的定位精度超过两个螺纹，很难找到补偿的方法，如果需要修改，仅使用编程方法定位装置以校正后间隙。

3.4 注重伺服系统

伺服系统在数控车床中起着关键作用，是实现零件加工过程自动化的重要基础。在零件加工过程中，伺服系统对数控车床的精度有很大的影响。为了减小伺服系统的误差，采取了有效的措施，伺服系统控制时，工件需要加速度、恒速、延时等，容易产生一定的滞后，造成误差，影响工件的加工。为了解决运动部件的偏置问题，可以根据运动部件的间隙对伺服系统的误差进行补偿。例如，可以使用部分加速和延迟算法来控制延迟过程，以计算工件位置，正确跟踪和定位工件，提高工件在运动过程中的稳定性。跟踪定位时，首先确定延迟点的位置。具体方法如下：根据加速度过程的相关参数确定延迟点，然后从对称点确定延迟点的位置。通过合理的计算确定延迟时间和加速度，确定延迟点的位置，通过补偿制动点的误差，可以有效地减小伺服系统的误差。

3.5 提高转向轨的几何精度

提高导轨的几何精度是提高加工精度的有效途径之一。最重要的方法是优化导轨和底座的设计，优化全功能数控旋转机床所需的封闭式气缸结构，适当减轻旋转机床的重量。根据螺旋层的概念。然后不断优化生产工艺，确保数控扭矩切削满足相应的生产加工要求。在高负荷条件下生产加工时，必须保证数控旋转机床的扭矩精度，相应的钢结构嵌入滑动导轨中，并用注塑材料螺栓安装在刚性导轨上，减少了下导轨之间的大间隙，极大提高了加工精度。

3.6 消除伺服系统干扰

分析表明，伺服系统在数控力矩加工中起着决定性的作用，直接影响工件的加工精度。在这种情况下，操作员必须完全了解加工过程中伺服系统的错误。为了控制伺服系统在运行中的故障，不仅需要对舵机进行优化设计，同时，采用动态性能较好的车床来提高伺服系统的压缩比和负载强度。一旦确定伺服系统已在NC扭矩下进行优化，则必须进一步优化系统参数，并选择更高的位置开环增益，以确保加工过程中的加工精度。

3.7 正确纠正刀具参数偏差

调整刀具参数时，操作员应注意所有可能的偏差原因，在编程参数时观察并纠正这些原因。例如，如果在零件加工过程中发现每批加工零件比前一批多出约1μm，则必须重置刀具参数，参考偏差数据，将工具设置为在任何固定时间拧紧约1μm，以补偿正常误差并将误差降至最低。

3.8 有效运用消除误差的方法

在实际应用中，消除误差的方法有两种：误差补偿法和误差避免法。误差补偿方法，就是充分利用数控系统的补偿功能，对现有坐标系进行充分补偿。一些公司有低精度的数控车床，在这种情况下，工件的加工精度可以极大提高。为了实现误差补偿方法，可以讨论数控车床的硬件和软件，一些数控车床采用半闭环伺服系统，在加工过程中，由于板材的反向偏差，定位精度会降低。因此，当误差消除时，可以使用相反方向的偏差来补偿误差。故障预防方法就是通过提高数控机床零件在制造和生产过程中的加工精度来避免误差，这种方法特别适用于数控机床制造商。其主要特点是能有效地控制加工的总精度误差。对于使用数控车床的企业，这种方法成本高，不适用，同时，由于机床零件存在一定的误差，提高机床本身的加工精度是一项艰巨的任务。

3.9 严格规范数控车床的编程

①确定数控车床的编程顺序。在数控车床的编程过程中，必须严格规范和规范顺序，使刀毂满足加工要求并具有一定的合理性;充分发挥数控车床的功能，使加工的产品更加精确。此外，本设计还作为数控车床编程过程中的编程点。设计内容与编程内容密切相关，使两个阶段紧密结合，提高了加工效率，提高了加工质量。②数控编程主要步骤的标准化。为了建立零件的数值模型，数控机床操作人员必须根据零件设计图建立零件的几何模型，并通过螺纹、功能和实体的建模来识别数控机床。数字化零件以充分反映程序中的设计;为了确定零件加工系统，必须结合零件和产品的特点，明确零件质量要求的关键点，确定零件的加工方式，以提高数控机床的加工精度。

3.10 提高数控车床操作人员的技术水平

数控车床操作者在数控车床加工过程中起着重要的主导作用，是数控车床加工技能的直接体现，操作者的专业技术水平和实际加工操作能力对加工质量有很大的主观影响。因此，为了提高加工精度，必须加强对专业操作人员的培训，拓宽工人的理论知识，提高实际应用和操作能力，全面提高工人的能力和素质，数控加工的全面质量控制也是保证加工精度的重要保证。①在规划的基础上，提高人才规划的水平和力度，加強工作，使人才规划成为一个新的实践发展领域。②在促进培训的同时，保持员工的素质也很重要。增强员工的责任心，培养热爱工作和奉献的良好职业道德，提高员工的整体水平和素质，提高加工精度，为数控机床的整体加工质量打下坚实的思想基础。③要注重人才的培养和引进，更新和加强符合现代生产特点的加工技术和工艺。只有这样，才能使生产技术水平与实际生产需求相协调，促进数控车床的长期发展和稳定运行。

3.11 加工件生产能力分析

在加工工件之前，工厂应分析其制造能力，根据工件的特性和尺寸制定加工计划，并明确加工顺序，以减少加工过程中更换刀具所需的时间。在这种情况下，可以有效提高数控车床的加工速度，在一定程度上保证零件的加工精度。除上述方法外，该方法还可用于确定加工日期，以确保零件的精度。

3.12 注意数控车床对刀具的影响

如果确定如何在加工过程中添加工件，则必须稍后确定刀具的设定点，刀具设定点是坐标系中刀具运动开始的点。寻找刀具设定点的过程通常被称为刀具设定的一部分，必须专注于调整工具的过程。如果刀具出现问题，将影响机械零件的加工精度，并可能导致人员安全风险。在此基础上，应特别注意数控车床对刀具的影响。

3.13 设备的定期维护和维修

数控车床本质上仍是一种机械设备，无论加工过程的精度如何，进入工作状态后或多或少会出现问题或误差，这不仅会对正常机械零件的加工任务产生不利影响，而且加工产品的精度也无法得到有效保证。因此，如果可能的话，有必要保证数控回转系统的长期稳定运行，这符合加工企业的利益。因此，专业技术人员应定期对系统和设备进行维护和维修。①应根据制定的维护和检修规范、制度和要求，结合设备的实际使用情况，制定详细的维护和检修计划，包括每日或每年的维护和检修计划。日常保养维修工作完成后，及时填写保养报告，责任人签字，全面落实责任制。②操作员还必须与技术人员合作获取设备。在此期间，操作员还必须严格按照相关规范和程序工作，以确保NC开关设备不会损坏。

3.14 改进的几何精度检查

通过加强数控车床加工细节的控制和管理，在保证数控回转系统稳定运行的前提下，控制加工精度，提高加工精度。为了达到规定的精度标准，必须严格控制机械零件的切削速度。为了减小极化的影响，保证数控车床的工作精度，切削速度不能长时间处于快速工作状态。在系统正常运行和设备稳定运行的基础上，充分利用数控车床，确保切割过程顺利进行。根据轨道钢硬度的实际位置，进一步加强轨道的稳定性，保证数控板在轨道上的正常运行。在数控车床的建设初期，应加强轨道保持水平位置，降低基础与轨道之间的边界值。一旦发现偏差，应及时采取适当措施予以弥补，以保证数控车床加工设备结构的合理性，保持切削速度的稳定性，有效提高加工精度，减少出现问题或错误的可能性。

4 结论

提高数控车床的加工精度是制造高技术车床的关键。因此，必须考虑影响数控车床整体加工精度的因素，并提出具体的措施和对策。在不断提高数控车床加工精度的基础上，数控车床整体加工精度进一步提高，数控车床行业的技术创新和发展能力不断提高。

参考文献

[1] 项立富.数控机床加工精度的影響因素和改进策略探析[J].南方农机，2020（6）：160.

[2] 张振明.探讨数控车床加工精度的影响因素分析及对策[J].河北农机，2019（7）：46-47.

[3] 田春娥，丁燕.数控加工精度的影响因素分析及提升策略探讨[J].南方农机，2019，50（11）：243.