数控车床加工精度的影响因素分析及对策

李道品

摘  要：数控车床工艺与技术在机械加工制造领域中的推广和应用，促进了机械产品加工精度的有效提升。由于数控车床精度对机械产品加工精度有着决定性影响。所以，机械加工企业对数控车床工艺与技术发展的关注度也越来越高。机械加工企业应该紧跟数控车床工艺技术发展的潮流，加强影响数控车床精度因素研究分析的力度，并以此为基础制定和实施有助于数控车床加工精度提升的策略，为机械加工企业的健康可持续发展保驾护航。基于此，主要是针对数控车床加工精度影响因素进行了简单分析。

关键词：数控车床  加工精度  影响因素  控制

中图分类号：TG519

Analysis of Influencing Factors for the Machining Accuracy of CNC Lathes and Countermeasures

LI Daopin

Jiangsu Xuzhou Higher Vocational School Economic and Trade， Xuzhou， Jiangsu Province， 221018 China

Abstract： The promotion and application of the CNC lathe process and technology in the machining and manufacturing field have promoted the effective improvement of the machining accuracy of mechanical products. The accuracy of CNC lathes has a decisive impact on the machining accuracy of mechanical products， so mechanical processing enterprises are also paying increasing attention to the development of the CNC lathe process and technology. Mechanical processing enterprises should keep up with the trend of the development of the CNC lathe process and technology， strengthen the research and analysis of the influence factors of the accuracy of CNC lathes， and formulate and implement strategies to improve the machining accuracy of CNC lathes， so as to safeguard their healthy and sustainable development. Based on this， this article mainly briefly analyzes the influence factors of the machining accuracy of CNC lathes.

Key Words： CNC lathe; Machining accuracy; Influencing factor; Control

社会经济的迅速发展以及科学技术的日趋完善，客户对车床加工精度提出的要求也随之提高。数控车床作为一种先进机械加工技术手段，该技术的应用虽然促进了机械加工生产质量与效率的有效提升，但由于数控车床在运行过程中经常因为受到各种内外部因素的影响，导致数控车床加工精度无法达到设计要求。所以，机械加工企业在运用数控车床加工机械零件时，操作人员应该在深入分析影响零件加工精度因素的基础上，采取具有针对性的预防策略，确保数控车床的加工精度达到机械加工的设计标准和要求[1]。

1  数控车床的构成与工作原理

数控车床在运行过程中，主要是运用先进的数控程序，实现对回转工件与轴类工件稳定加工的目的，促进工件加工质量和效率的有效提升。由于批量生产加工的零件对加工精度提出的要求也相对更高，因此，机械加工企业应该数控车床操作人员，应该在零件加工开始前，合理利用数字、字母、符号等信息技术手段，完成自动控制程序的设计工作，然后将事先编制好的程序输入数控车床自动控制系统中，确保零件加工的顺利进行[2]。数控车床操作人员在零件加工开始后，搜集和分析数控车床运行的数据，并将其转换为数字、编码等形式，然后再由数控车床主控系统中的计算机进行相应处理后，向数控车床的执行机构，下达零件加工的执行指令，驱动数控车床的正常有序运行。零件加工工序结束后，再由数控车床主控系统下达指令，保证数控车床各个执行机构回到初始加工位置，从而达到有效提升零件加工精度的目的。由于数控车床加工精度对机械制造质量与效率有着决定性的影响，因此操作人员必须在数控加工开始前，由专业技术人员编写数控加工的程序，才能确保工件自动加工工序的顺利完成。信息化技术的不断发展和应用，人们对机械制造产品的生产质量与精度提出的要求也随之越来越高，由于传统机械加工工艺已经无法满足当前客户对机械零件加工精度提出的要求，所以，机械加工企业应该积极探索和研究数控加工技术在机械加工领域中的应用策略，提高机械加工的精度，才能生产制造出精度更高的机械产品。

2  数控车床加工精度的质量影响因素

数控车床加工就是一种高精度且高效率的自动化车床用数字化信息控制零件和加工刀具移动的加工方法。数控车床的加工精度是指加工零件的实际几何参数与图样规定的理想几何参数相符合的程度。如果加工零件的实际几何参数与图样规定的理想几何参数相符程度越高，就说明了数控车床加工的精度也就越高。影响数控车床的加工精度的因素很多，主要有以下几点。

2.1 车床质量因素

数控车床运行过程中，影响零件加工精度的因素主要来自人为、设备、意外等几方面。在这其中，数控车床自身出现的问题，则是影响工件加工精度最关键的因素之一。由于数控车床运行过程中，一旦数控车床系统配置出现问题，工件无法满足相关标准时，则会导致工件出现精度不达标的问题。所以，操作人员在操作数控车床时，必须采取积极有效的措施，控制数控车床本身的稳定性与刚性，避免因为数控车床自身出现刚性或稳定性不足的问题，导致机械操作出现操作失常、失误等问题，影响工件加工的质量和精度[3]。

2.2  原料和误差因素

数控车床运行过程中，对刀角度与测量误差等也是常见的影响机床加工精度的重要因素。由于数控车床使用的刀具对尺寸、角度等提出了明确的要求。如果待加工零件材料类型不同，操作人员选择和使用的刀具也不同。再加上数控车床运行过程中，刀具自身尺寸与角度都会发生变化，因此，一旦数控车床刀具尺寸与对刀角度出现偏差，必然会影响到工件加工的精度。根据相关调查数据，当前我国大多数机械加工企业中使用的数控机床，大多都是利用电机带动滚珠丝杠传动实现进给的，数控车床在工件加工过程中，各个轴承之间难免会在外部作用力的影响下，出现空隙较大的情况，导致工件加工正反面产生误差综合，影响工件加工精度，降低了数控加工的效率[4]。

2.3  切削用量的因素

机械加工企业使用数控车床加工工件前，数控车床操作人员必须根据待加工零件的特点和要求，合理选择加工工具，才能在保证工件加工质量的前提下，促进数控加工的精度。例如：操作人员在选择刀具时，必须充分考虑背吃刀量、进给量、主轴转速等切削要素对零件加工精度产生的影响，并以此为基础采取不同的应对策略，才能确保数控加工工件的精度达到设计标准和要求。此外，如果待加工零件对加工精度提出了明确的要求，数控车床操作人员应该根据待加工工件的精度标准，选择符合要求的加工方式，避免因为工件加工方式选择不合理，影响零件加工的精度。

3  提高数控车床加工精度的措施

3.1  加强车床维护管理

为了保证数控车床的高效运行，操作人员必须在数控加工过程中，将车窗检测和维修制度落实到数控加工的各个环节中。利用数控车床内置的程序进行数控加工数据信息的分析处理，然后通过对主轴的检测，更换数控加工要求的道具，保证数控加工的精度达到工件精度设计标准和要求[5]。操作人员在落实数控车床定期检测和维修工作制度时，应该严格按照要求做好数控车床油位以及滑动部位的实时监测与润滑处理工作，才能达到有效提升数控车床运行效率的目的。操作人员在数控车床运行过程中，应该定期检查数控车床可能出现的发热情况，清理滤网中残留的杂物，一旦发现数控车床转动装置发生故障，应该立即停止车床的运行，然后及时清理残留物，更换滤网，提高数控车床加工的精度。此外，由于外界电机系统与数控车床系统之间存在着密不可分的联系，操作人员在数控车床运行过程中，必须定期地检查电气插头插座等的运行状态，避免因为数控车床的电气设备发生故障，影响数控加工的精度。

3.2  强化数控车床总体设计

数控机械技术发展和进步的过程中，数控车床也应该加快总体设计方面的优化工作步伐，通过对数控结构的创新，完成对数控车床配置的优化和升级工作，提高数控车床运行的稳定性与可靠性，降低机械加工企业的生产成本，保证数控加工的精度达到设计标准和要求。操作人员在优化数控车床的整体配置时，应该充分重视变形应力检测的重要性，严格按照不同配件使用时所产生的应力，制定科学合理的优化策略，通过对车床变形问题的彻底改善，提高数控车床加工的精度。为了提高数控加工过程中摆动频率监控的效率，操作人员应该在保证客观情况检查与监测制度落实到数控加工各个环节的基础上，合理地进行数控机床结构的调整和优化，既保证了数控机床运行的刚度，减少了数控加工材料的消耗量，而且达到了稳定数控车床重心，提高数控加工精度的目的。数控车床运行过程中，因为自身缺乏理想散热装置，导致数控车床在运行过程中，一旦主轴各个部件运行后，相互关联的轴承相互摩擦的同时，不但产生了大量的热量，而且数控车床切削加工过程中设备产生的热量融合在一起，导致数控车床主轴出现了温度迅速升高的情况，增加了数控车床主轴热变形问题的发生率，影响了数控加工的精度[6]。数控车床运行过程中，发生的热变形问题具有不稳定与不规则的特点，如果数控车床发生了热变形问题，必然会因为数控车床主轴出现轴线伸长、歪斜等情况，导致数控车床主轴部位出现运行紊乱的情况，严重影响了数控车床加工的精度。针对这一问题，机械加工企业应该通过在数控车床主轴位置，设置散热装置的方式，增加主轴散热面积，提高主轴的散热性能，从而达到降低主轴运行温度与热变形问题发生率的目的，降低加工误差对工件加工精度产生的不利影响。

3.3  做好误差补偿实现精度控制

半闭环式伺服系统是驱动数控车床运行的核心，由于数控车床运行过程中出现了反向偏差现象，这对数控车床定位精准度与后续零件加工质量有着决定性的影响。对此，操作人员应该在数控车床运行过程中，采取误差补偿的方法，弥补此类问题发生对零件加工精度产生的影响[7]。通过对当前我国机械制造领域使用的数控车床精度的分析发现，机械加工企业应该根据数控加工精度的设计标准和要求，采用编程方式，提高机械加工精度，充分发挥定向作业的优势，提高数控加工的精度。此外，针对数控车床运行过程中，某个轴接收到控制指令后出现的运行轨迹变动现象，操作人员应该合理运用数控设备，不定时地读取数控车床运行过程中的反向间隙数值，调整坐标位移的指令和数据，然后将符合加工精度要求的定位数据传输至数控车床的控制中心，即可有效降低反向偏差对零件加工精度产生的影响。

3.4  应用编程法提高几何精度

数控车床运行过程中，如果设备达到插补起点的位置后，即可应用事先编辑的程序，完成零件的加工工作。数控加工中的插补，实际上就是针对数控车床运行过程中产生的正向偏差，采取反向插补修正位置的方式，提高数控车床运行的稳定性与可靠性。通常，数控车床在运行过程中，操作人员应该通过设立不同存储地址的方式，完成对各个轴承间隙的插补工作，才能最大限度地降低轴承偏差对数控加工精度产生的影响。如果数控车床运行过程中，设备运行指令发生变化后，各个轴承之间的插补必然会发生改变，所以，为了提高系统数据读取的准确性，操作人员必须将编程修正策略落实到实处，才能达到有效减少数控加工偏差的目的，促进数控车床加工精度的有效提升。

4  结语

总而言之，随着数控车床加工技术的迅速普及和应用，数控加工的质量和效率也随之越来越高。数控车床操作人员，应该合理运用先进的技术手段，优化和完善数控车床加工系统，确保数控车床始终保持高效运转的状态，才能在有效提升数控车床加工精度的基础上，推动我国数控加工产业的健康可持续发展。

参考文献

[1]张明云.数控车床加工精度的影响因素及提高方法分析[J].内燃机与配件，2021（14）：77-78.

[2]童叙豪，蔡嘉宾.数控车床的加工精度影响因素及提升方法[J].内燃机与配件，2021（14）：194-195.

[3]吴艳.探讨数控车床加工精度的影响因素与对策[J].内燃机与配件，2021（13）：67-68.

[4]张杰.数控车床加工精度的影响因素与对策研究[J].造纸装备及材料，2021，50（6）：79-80.

[5]温进.数控车床加工精度影响因素分析及其控制研究[J].中国设备工程，2021（9）：108-109.

[6]管佳燕.基于加工表面形貌的数控车床误差辨识方法与仿真研究[D].杭州：浙江大学，2018.

[7]王晓晖.基于凸轮加工技术的数控车床编程方法的设计与实现[D].长春：吉林大学，2013.