探究提升数控加工零件精度的注意事项与策略

胡曾尧

摘 要：社会技术水平的持续提升，带动了机械工程设计软件的革新升级，提升了机械制造的工艺水平，为机械制造设备的换代更新准备了外部环境与条件。在数控零件加工的过程中，应当思考与分析如何改进工件工艺，以不断提高数控零件加工精度为目标，以数控加工中心为依托并充分应用其加工功能，为增强数控零件质量做出努力。下文中，笔者将结合个人工作实践与教学经验，分析数控加工零件精度提升的注意事项与要点策略，以增强数控零件的应用效果，保证数控零件的精密度，发挥数控机床的加工功能，提升数控加工零件的产品质量。

关键词：策略；注意事项；零件精密度；数控加工中心

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.018

在工厂企业的运营过程中，如何在降低或者不增加运营生产成本的前提条件下，同时满足企业的制造生产要求，提升数控加工零件的精密度和质量，保证数控加工机床运作的稳定安全与高效，成为企业有关领导与技术管理者应当思考与研究的课题。下文中，笔者将重点研究数控加工工艺的参数，总结提升数控加工零件精度的建议策略。

1 影响数控加工中心零件加工精度的因素

1.1 错误设置刀具参数

如果刀具参数设置不合理，将造成数控零件加工过程中轴线的偏差——随着主偏角的持续缩减，零件精度也持续降低，将导致数控加工产品质量的降低，不能够满足数控加工的目标与生产要求。

1.2 不合理设置机床参数

在将高级参数设置中的数控加工机床重新设定为普通加工精度的过程中，如果没有合理设置好机床的参数，将严重降低加工零件的精度，产生加工参数偏执，降低机械制造工艺水准。

1.3 伺服系统操作不当

通常情况下，数控加工伺服系统为半闭环控制系统，借助丝杠调整控制加工零件精度，保证加工信号在丝杠传动元件和伺服系统之间的顺利传输，从而确保零件加工的精度。

一旦，调校光栅尺的过程中存在人为误差，导致伺服系统的空转或者反向传动，将产生反向间隙和加工误差，从而影响数控加工零件的精度，并导致零件的外观变形。

2 影响数控加工零件精度的工艺要点

2.1 数控编程的工艺要点

数控程序编程过程中，不能够仅仅以工件为参考基准，还应当结合数控加工机床的具体情况，设定工件坐标系，科学设置退出点和补查点，将受力缓冲编程应用在工件、刀具的切出、切入点。

2.2 几何精度的工艺要点

切割过程中经常产生的零件变形，是由于切割刀具的使用磨损，不当加剧了零件与切割刀具之间的摩擦。此外还有一种情况，如果标准线轴与主轴的偏离，将改变加工零件的相对位置，最终导致数控机床在长期的加工作业中产生精度误差，并破坏零件表面的光洁平整。

2.3 受力变形的工艺要点

数控机床加工工艺中，涵盖了对夹具、工具、工件和机床的科学操作与使用，零件精度不可避免受到上述操作的各种作用力及影响。依据力的产生与作用方式不同，通常情况下零件精度的作用力包括：残余应力和加工外力——不同类型的外力作用下，零件精度也受到了影响、产生变化。为了降低外界环境中的外力对数控加工零件精度产生不利影响，机床操作与技术管理人员应当设法排除或者降低外部作用力对加工系统所产生的承受负荷数值，并思考如何提升数控加工机床的承受力。因此，笔者认为，一方面应当尽量延长数控加工系统的使用年限，另一方面，还应当在允许范围内尽量使用优质的加工材料和加工机床，从而提升加工零件的精度。在数控机床加工零件的过程中，将不可避免的产生残余应力，为了将残余应力的影响减至最小，可以视情况采用振动装置、加工前加热并适度冷却的人工操作方式，提升加工零件的精度。

2.4 热变形的工艺要点

数控机床加工零件的过程中，将释放出大量的热，容易造成加工系统的热变形问题；加工系统因热变形而降低了测量的准确性，最终形成精度误差。

3 提高数控加工零件精度的策略

笔者在分析了上述加工工艺、操作程序中的问题后，总结发现错误设置刀具参数、不合理设置机床参数、伺服系统操作不当、热变形、受力变形、几何精度和数控编程中的工艺操作不当，是影响数控加工零件精度的原因。

3.1 避免或者降低伺服系统的操作误差

如上文所述，对伺服系统的操作不合理，将影响工信号在丝杠传动元件和伺服系统之间的顺利传输，或者因人为误差，导致伺服系统的空转或者反向传动，最终影响加工零件的精度。作为数控加工技术人员应当结合机床的实际情况，设计出避免、降低伺服系统的误差的操作策略：

一是，进一步提升机床设计的水准。通过提升加工机床的设计质量，消除或者降低对加工零件精度的不利影响，设计人员应当自觉遵守国家相关设计标准，提升加工机床的抗压能力、抗截能力和抗振动能力。

二是，科学设定伺服系统的各项运行参数，确保其运行的安全、可靠、稳定。具体方法如下：稍微减缓系统运行速度。介于速度误差对伺服系统加工精度影响极小，只是会延长实际位置接收伺服系统运作指令的时间，对加工精度与直线加工停止位置精准性均无影响，为此伺服系统可通过减缓系统运行速度，提升零件加工精度。伺服系统处于半闭环控制下，在系统运行过程中，会出现进给轴位置开环增益不恒等的消极现象，其误差在大于等于45°时会出现最大误差，为此数控机床操作人员，应避免出现伺服系统加工误差最大角，将进给轴位置开环增益控制在合理范围内，为此技术人员需结合零件加工需求，科学合理设置圆弧加工过程中，各进给轴位置开环增益，使其处于可控范围内。

3.2 降低或避免数控机床导轨几何精度误差

数控机床生产加工伴随着科学技术不断发展，数控机床加工精度、效率、速度逐渐提升，然而却因数控机床导轨几何精度无法得到有效控制，出现无法满足零件精度加工需求的消极现象，为此需要数控技术设计人员提升全功能数控车床设计与制造成效。例如采用斜床造型，降低机床对机床底座铸件的压力，为数控导轨防震、抗压设计奠定基础，达到简化机床设计目的，凸显机床制造功能性，为提升其制造精度奠定基础。

综上所述，为了确保数控机床加工零件的精度，作为企业的机床操作技术人员应当注重从实践中发现和总结问题，掌握并防范可能会影响加工零件精度的各项因素，缩小或者消除伺服系统的操作误差，促进机械制造行业蓬勃发展。

参考文献：

[1]陶冠勇.影響数控加工零件精度的因素与改进措施[J].南方农机，2018，49（06）.

[2]聂志光.机械加工工艺对零件加工精度的影响分析[J].设备管理与维修，2017（17）.