浅谈数控加工精度的提高

陈 祥

（江苏省高淳中等专业学校 江苏 南京 211300）

1 引言

随着社会经济的发展，科学技术水平不断提升，对零部件的加工精度要求越来越高，这就需要我们加强对加工过程的完善，保证零件加工的精度。随着数控加工技术的应用，在很大程度上提高了零件的加工精度，但并不能做到完全无误差，那么如何提高加工精度、提升生产效率，本文结合数控机床的加工，从以下几个方面进行探讨，从而保证在加工过程中精度达到规定要求。

2 机床控制方式

（1）开环控制：这种数控机床不自带检测系统，没有反馈装置，使用步进电动机进行驱动。

（2）半闭环控制：该种数控机床在伺服机构中装有角位移检查装置，通过检测伺服机构的滚珠丝杆转角间接测量移动部件的位移，然后反馈到数控系统装置中，与输入原指令位移值进行比较，用比较后的差值进行控制，以弥补移动部件位移，直至差值消除为止。

（3）闭环控制：该种数控系统机床的移动部件位置上直接装有直线位置检测装置，将检测到的实际位移反馈到数控装置中，与输人的原指令位移值进行比较，用比较后的差值控制移动部件作补充位移，直到差值消除时才停止，达到精度要求。

开环控制，加工精度最低；半闭环控制，角位移反馈到数控系统，精度比较高；闭环控制，光栅尺将直线位移反馈到数控系统，精度最高。选择不同，加工的零件的精度也不同[1]。

3 数控加工工艺制定

数控加工工艺就是根据零件加工图纸及工件的要求，确定零件的装夹方式、加工路线及编制数控加工程序，并将程序输入到数控机床，通过控制数控机床中刀具与工件的相对运动，最终完成零件加工的过程。

数控加工工艺是零件加工中数控程序编制时最重要而又非常复杂的一个环节，同时是设计数控加工工艺方案的核心工作，必须在制定数控加工方案前完成。一个合格的零件加工工艺必须全面地体现影响数控加工的每个环节，这样才能避免因工艺方案考虑不周全而造成零件加工的不合格，造成人力、物力、财力等资源的浪费，工艺的合理与否直接关系到加工零件的精度。

工艺制定的一般原则[2]如下。

3.1 一次定位原则

数控加工就是按照图纸将零件合格的加工出来，因此加工时的工艺必须与设计者的工艺相适应，为了保证这一原则，整个流程必须与设计高度统一，这样才能严格控制加工工序。

坚持一次定位原则，不仅更加集中了加工过程，同时还缩减了加工流程，更能将误差值缩到最小范围内，由于这种加工精度值在每一次定位环节都会发生一定的改变,所以这种误差值的存在将会直接导致零件加工精度下降。

3.2 循序渐进的精细化加工原则

在进行粗加工开始时，程序编制人员需要对刀具工作量按照实际进行削减，这样就会留有充足的精加工余量，既能保证加工精度，又能提高工作效率。在后续精加工进行时，还需要对因粗加工导致的零件形状的变形等一系列问题进行有效地解决，充分考虑这一因素后，运用精加工方法，就可以实现零件加工精度的提高。

3.3 由近及远的原则

在进行数控加工工艺设计时，为了使每次刀具能够发挥最大的加工效率，就需要遵循由远及近的主体设计思路原则，这是因为在零件的加工过程中，刀具每次的位置不是固定的，只有保证刀具每次的路径最短，才能减少加工时间，提高零件的加工效率，因此，在加工工艺设计时，合理规划刀具移动线路及距离是至关重要的。当零件加工时，所选刀具按照最短路径进行零件的加工，才能充分保证其加工精度。采用由近及远的原则进行走刀，才能够实现加工资源的合理利用，这样不仅能够提高工件的加工效率，同时也能够提高零件的加工精度。

3.4 尽可能减少刀具调用次数

在零件的加工过程中，为了进一步使加工效率和加工精度得到提高，还需要在结合实际情况加工的情况下，对换刀次数及换刀时间合理安排，不仅要合理缩减换刀次数，同一把刀具的工序要进行集中统一，这样才能使加工精度和效率得到提高，这就要求加工工艺制定人员对零件的加工进行总体把握。

4 加工刀具的选择

数控加工是靠刀具对毛坯进行切削、磨削、镗削、钻削等工序的加工，最终实现零件的完整加工过程。在加工过程中，刀具的磨损、不对称、强度等因素都会对加工零件的精度产生影响，因此，在数控加工过程中刀具的选择也是非常重要的，需要在工艺制定的过程中按照零件的特征，对每个工序的刀具进行严格的确定。

数控刀具的合理选择，直接关系到零件加工的精度合格与否，不同的加工材料，其硬度不一样，选择的刀具材料也就不同；在刀具选择时，尽量选择通用类的刀具，避免选择专用刀具或定制类的刀具，并且要求刀具的结构性、刚性、硬度和韧性都非常好，同时要求刀具在装夹过程中，便于快速定位。因此，对数控刀具的选择主要从以下几个方面进行：（1）加工材料；（2）加工深度；（3）与机床匹配度；（4）刀具规格；（5）刀具材料；（6）机床功率；（7）切削刃数；（8）刀具结构；（9）刀具标准；（10）刀具价格。

5 数控夹具的选择

零件加工夹具是机床上用来装夹加工零件的一种机构。其作用就是对加工零件进行定位，保证零件在加工过程中的位置不发生改变，从而确定零件与刀具的位置，夹具的可靠与否直接影响加工零件的精度，因此，数控夹具的设计和生产要符合下列原则[3]。

（1）必须满足零件加工过程中工件定位的稳定性及可靠性。

（2）工件在装夹具上进行加工的过程中必须要有足够的承载和夹持力度来保证。

（3）在装夹过程中能够做到装夹过程的简单与快速。

（4）夹具上的易损零件必须是通用件，同时做到更换时能够简单和快速，在更换条件满足时最好不采用其他专用工具进行。

（5）尽量避免使用专用夹具，夹具的使用最好做到更换和调整时充分保证其重复定位的可靠性。

（6）尽量避免选用结构复杂的夹具、会造成加工成本的提高。

（7）夹具的零部件最好选用通用件，损坏时可以及时购买和更换。

（8）夹具的使用必须符合国家和地区的安全法令法规。

（9）设计方案必须遵循依次优先选用原则，按照手动、气动、液压、伺服进行选择。

（10）最好选用具有系列化和标准化的夹具。

6 其他因素的影响

除上述因素外，还有其他一些因素，如生产的现场环境（电磁干扰、电压波动、粉尘影响、湿度影响、温度影响等）、员工的操作水平（工件装夹稳定、量具的使用规范、刀具参数合理的输入等）、机床的设计是否合理、机床的维护保养是否得当等，这些因素都有可能影响加工过程中零件的精度。

为了避免这些因素的影响，我们要合理的安排：（1）生产环境的选择，最好车间要安装电磁、电压、粉尘、湿度、温度等监测系统，随时了解车间的环境，机床与机床之间最好采用壕沟隔开，防止振动的影响[4]；（2）定期对员工进行技能提升的培训，随时了解员工的动向，避免因员工的操作而影响零件的加工精度；（3）数控机床各零部件的质量以及组装后的精度也会对加工中的零件精度产生影响，因此，机床各零部件的选择首先要保证其质量合格，这样组装之后才能保证机床的合格，同时在组装机床时，还需要按照国家标准，通过这种方式生产出的机床才可能是合格的，才能保证加工零件的精度；（4）定期对机床进行维护和保养，检查机床的几何精度，如果不符合国家机床的标准要求，应及时对机床进行调整，可采用地脚螺栓或斜铁的松紧的方法来进行调节，同时要定期对机床的电气柜进行打扫，保证机床控制系统的灵活运转和液压、润滑系统的正常工作。调整机床的定位精度，各个指定点位的误差值可以通过激光干涉仪、高精度编码器等测量仪器测出，通过输入补偿误差值对机床的位置进行补偿。

7 结语

综上所述，由于数控机床具有较高的技术含量，是集机械和电气为一体的设备，所以影响零件加工精度的因素非常多，因此必须准确找出其加工的影响因素，有针对性地采取有效措施，降低生产成本，提高加工生产效率，同时提高零件的加工精度。只有这样，才能有效地提升我国加工制造行业的可持续发展水平，促进我国早日加入制造业强国的行列。