数控车床加工精度的工艺处理及优化研究

王冰

摘 要：随着社会经济和科学技术的不断发展，在制造业当中也在大量使用数控技术，并且越来越成熟完善。在数控车床技术中，需要注意的问题有很多，其中一个就是零件加工精度的工艺处理及优化。它对车床技术的安全与质量有直接的影响。基于此，详细的分析了数控车床加工精度的主要影响因素，并提出的优化措施。

关键词：数控车床；加工精度；工艺处理；优化

中图分类号：TB 文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.28.087

随着社会经济与科学技术的发展，我国制造行业的水平在不断的提高，广泛的使用数控技术和数控设备。并且数控技术目前还在不断的提高，数控车床在各个生产领域也得到了广泛的使用，进一步达到社会发展的要求。由于我国各个行业领域中在广泛的使用数控车床技术，所以在各种精密仪器制造的过程中也逐步在使用数控车床技术，并成为现代制造技术的重要代表。数控车床技术在不断提高不断发展的过程中，给社会各领域在制造生产的过程中提供更加方便的条件，但是随着社会科技的不断发展，给数控车床技术提出了更高的要求，因此，我国目前制造行业中首先要解决的问题且必须要解决的就是如果提高数控车床加工精度。

1 数控车床加工精度的主要影响因素

数控车床加工精度主要有两种：一种是数控系统的控制精度，另一种是车床自身的机械精度；一个企业立足于社会和市场的最基本条件就是产品的质量，而数控车床技术其有直接的影响，进而对企业的经济效益和声誉有直接的影响，因此在数控车床加工生产中对加工精度有更高的要求。操作人员的编程精度、插补精度、数控车床系统的精度、零件的材料以及伺服系统的控制精度等因素都会影响数控车床的加工精度，总体对这些因素进行分类，有以下几种：数控车床自身精度因素、伺服系统的误差及抑制、机床夹具的制造和零件装夹方式因素、对刀试切技术和测量误差因素、车刀材质和车刀选用因素、切削用量的合理选择因素等。在实际的数控车床加工中，都要对每项影响因素进行全面的分析，确保其加工精度，并且要采取一系列的有效措施将加工的误差降低。

对数控车床的基本工作原理进行分析可得知其工作的一个重要系统就是伺服系统，并且伺服系统在数控车床组成中不可或缺。该系统在运行的过程中最主要的就是是驱动机床部件，从而将部件转变成零件，进而开始加工操作。此外，电机驱动丝杠对伺服系统的有效运行有重要影响，伺服系统的控制精度主要是由丝杠的传动精度决定。一般情况下，在数控车床加工中所使用的都是闭环伺服系统。在具体的加工中，伺服系统需要先将信号传递给丝杠，然后丝杠进行反向运转，在这个时候，丝杠会发生短时间的空转现象，这样就会产生反向间隙误差，从而影响加工精度。

2 数控车床加工精度的工艺处理及优化措施

2.1 选择合适的刀具材料和刀具角度

影响数控车床加工精度的因素中，十分重要的一个就是刀具的选择，在数控车床加工活动中，所使用的刀具都是标准系列刀具，基本上都会带一整套数控刀具库，在该库中刀具的种类多且加工性能各不相同，所以在选用刀具的时候要结合工件的加工形状以及材料。在数控车床加工精度中，刀具对其的影响主要表现在两个方面，一个方面是刀具材料，另一个方面是刀具角度，比如说所用刀具的材料选用是硬质合金，该刀具的耐热性、耐磨性以及硬度比较好，但是韧性却比较差，不能有剧烈震动和较强的冲击力；高速钢，韧性和强度比较好，仅此这种材料基本上都用在螺旋车刀中。在选择车刀的时候一定要注意其几何角度，因为车刀的几何角度对零件的加工精度有直接的影响，要根据零件的加工需求选择刀具。

2.2 加工零件的工艺性分析

在数控车床零件加工中，想要保证加工精度，就必须要对零件进行工艺性分析，在分析的时候，可以从零件的形状以及特性的基础上对加工程序的先后进行确定，在零件加工的时候，尽可能的对刀具不重复更换，这样就减少对资源和时间的浪费。另外，还要对加工零件的基准孔和基准面进行确定，进而避免在零件装夹的过程过程中出现多次装夹以及装夹失误的现象，确保零件在完成加工以后尺寸和位置精确。在数控车床零件加工的过程中要满足两种性质，一种是加工可能性，另一中是加工便捷性。相关设计人员要在设计基准、检测基准和加工工艺基准一致的基础上，且尺寸和基准统一在协调的时候更加方便的前提下，对数控车床的加工便捷性在对零件加工时候的尺寸标志进行充分的考虑，从而对编程原点的坐标进行确定。

2.3 选择合适的削切用量和削切液

背吃刀量、进给速度、主轴切削速度是切削用量的主要内容，在具体的工件加工中，要根据各种工件的不同加工方法，选择合适的削切用量。以下是其选择的原则：在粗车的时候，选择的背吃刀量要比较大，从而提高加工的效率，然后对进给速度、主轴切削速度选择的时候也选择大的；在精车的时候，选择背吃刀量的时候要结合数控刀具的参数以及预留精车余量，并且刀削速度要选择较高的，以确保加工的精度。由于数控车床刀具在削切的过程中会产生较大的摩擦和温度，刀具和工件的接触处很容易发生变形，因此要将削切液使用在消缺的过程中，降低削切产生的摩擦以及温度。一般在削切中用到的削切液都是乳化液，它具有较好的清洗作用和降温作用。在数控车床各项条件都符合的基础上，选择合适的削切用量和削切液，从而提高加工精度。

2.4 选择合适的加工工件装夹方法

数控车床在对零件车削的过程中，所使用的零件装夹方法和普通车床的零件装夹方法基本上相同，在选用的时候一般要遵循的原则就是选择组合式的夹具，并且对定位基准要合理选择，在对工件装夹的时候避免出现多次装夹、要选择适合的夹紧方式。经常用到的装夹方式有：四爪单动夹盘装夹方式、开口环过渡夹紧方式、三爪自定心夹盘装夹方式、一夹一顶装夹方式、双顶尖装夹方式、轴向夹紧方式等。结合加工零件的特性对装夹方式再进行选择，这样不仅可以有效的提高零件的装夹速度，使得零件的加工效率提升，还可以有效的提高零件的加工精度，使得数控车床零件加工质量得到保证，从而将数控车床高效率和高精度的特點充分的发挥出来。

2.5 数控车床对刀的影响

在加工的过程中，在确定了零件的装夹方式以后要确定刀具的对刀点。由工件原件所确定的工件坐标系中相对工件开始运动的起始点就是对刀点，在对对刀点确定的过程也就是零件的对刀。在数控程序中，对刀点也就是其起点。在数控车床运行的时候，首先要将基准点确定好，然后再对刀进行切实，将这两步完成以后才能运行数控车床中的数控程序。在运行的过程中，要合理的选择刀的尺寸和对刀点，因为其直接影响着零件的加工精度，如果没有选择合理会造成行刀安全隐患。对刀点确定前要遵守三个原则：一在对数控程序和数值处理编制的时候可以进行简化；二降低对刀引起的零件加工误差；三要方便找到对刀点。在选择对刀点位置的时候可以从零件的中心孔、机床坐标原点、距离机床坐标原点的固定数值位置上进行，确定对刀点的时候基本上都要遵循统一的原则，以确保加工精度和对刀速度。

2.6 伺服系统的误差及抑制

对数控车床的基本工作原理进行分析可得知其工作的一个重要系统就是伺服系统，且在数控车床组成中不可或缺，直接影响着数控车床的加工精度。因此，在数控车床加工活动中要十分重视伺服系统，对其引起的加工误差也要十分重视。要加强对数控车床的设计的把控，如机床的驱动装置要使用动态性较好的装置、增强伺服系统的抗载能力和抗压水平，从而更好的把控伺服系统而引起的加工误差。在对数控车床司法装置进行确定以后，还要对其系统参数进行更深的优化，如在开环增益的时候要选择更高的位置，从而使伺服系统更加优化。

2.7 误差的改进方法

在数控车床加工的过程中，通常都是采用误差补偿法对加工误差进行修改，该方法使用的时候是通过数控系统的补偿功能进行，对已有的坐标轴进行补偿。部分数控车床在加工零件的过程中精度较小，所以可以利用誤差补偿法将加工精度提高，在使用该方法的时候可以利用硬件和软件一同进行。例如数控车床中的伺服系统是半闭环式的，在该伺服系统运行的过程中由于反向间隙误差而不能进行准确的定位，这样在对该误差消除的狮虎就可以选择误差补偿法。误差防止法是另一中提高加工精度的方法，该方法的使用就是在数控车床设计生产的时候，将相关机械零件的精度提高，消除潜在的误差。这种方法的特点就是控制数控车床加工精度的整体误差，但是其成本没有较好的优势，并且在原有基础上再提高数控车床的加工精度比较困难，所以在消除误差方面很少会选择误差防止法。

3 结束语

在社会经济与科学技术迅猛发展的背景下，数控技术也得到了较快的发展，因此数控车床技术在社会多个领域得到广泛使用，目前是我国制造行业中很重要的一项技术。在零件加工的过程中，数控车床加工精度直接影响零件的安全与质量，但是很多的因素对加工精度有直接影响。因此，本文对数控车床加工精度的影响因素进行了详细分析，并提出了提高数控车床加工精度的措施，推动数控技术的发展。在数控车床加工的过程中，要用多种方法对加工精度进行有效控制，减少加工误差，从而使加工精度得到更有效的提高，进而提高企业的市场竞争力，进一步推动数控车床技术更好的发展。

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