淺談數控車床技術加工精度工藝優化
2021-10-14 來源： 廣東松山職業技術學院 作者：陳瑞華
摘要：目前，數控車床技術加工是制造業生產加工的最優選擇，它可以有效保證企業的經濟效益，提升產品生產的效率和合格率。但是數控車床加工環節復雜，受影響的因素較多，在實際加工中很容易產生誤差，產品的加工精度不易控制，從而影響產品生產的效率和合格率，最終影響企業的經濟收益?；诖?，該文對數控車床技術、影響數控車床加工精度要素、優化數控車床加工精度的方法進行了探討，旨在提升數控車床技術加工精度工藝，為制造業的發展添磚加瓦。
關鍵詞：數控車床 技術加工 精度工藝 優化思考
制造業的重點在于“制”和“造”，而數控技術的發展成熟就意味著制造業的發展壯大，目前，衡量國家制造業水平發展的一個重要指標就是數控技術的升級使用以及數控設備的生產制造。因此，數控車床技術加工精度工藝提升對制造業發展至關重要。
1 、數控車床的綜合論述
1.1 數控車床的定義
數控車床是電子設備和車床的集合體，數控指通過對計算機等電子設備輸入數字等指令從而對車床設備進行控制。數控車床是目前我國制造業應用最廣泛的加工器械，約占我國機床總數的1/4，并且占比呈現逐年上升的趨勢。數控機床泛指一切金屬切削設備，車床則是進行金屬切削加工過程的設備，可以看出，數控車床是數控機床的基礎類型，是數控機床中不可分割的一環，它的重要性一直受到世界范圍內的關注。在實際施工環境中，車床被廣泛應用于精確體積不大的零件的精確加工，例如軸承零部件、鉆孔、盤、套等具有回轉表面的零件。
1.2 數控車床的加工原理
車床是金屬進行加工的機床，數控車床引入了信息化的操作方式，在數控裝置內部有可輸入和處理指令的電子計算機設備，計算機對操作者輸入的數字、字符編程進行識別處理，識別后計算機根據操作人下達的指令通過伺服系統、可編程序控制器給機床主要軸承運作部分指令進行運作，機床主體則在反饋裝置的幫助下，依據之前的指令，對需要加工的零件選擇對應的加工動作進行操作，負責切割的機械需要足夠智能，可以自動控制工件的加工進給速度、運動軌跡、前設計要求，實現對工件的數字加工。在數控車床加工零件的過程中，確認加工工藝的具體步驟和加工程序的編制，是決定零件加工質量最重要的一環。
1.3 數控車床技術在制造業中的意義
數控技術的發展是一個國家制造業發展水平的重要衡量標準之一，它可以保證流水化作業，提升零件精度，有效節約制造成本，在我國制造行業被普遍運用。而隨著我國數控技術的不斷發展，數控車床的應用越來越廣泛，日常到一顆螺母，精細到精密儀器的制造，數控車床技術已經成為我國現代制造行業不可分割的一部分，并且發展前景十分廣闊。數控車床技術的發展將對我國居民生產生活帶來更多便利，因此，市場對車床數控技術精度的要求也在不斷升高，如何有效保證機械制造水平，保證車床技術加工工藝的精度，是當前制造業普遍在意的問題，研究車床技術加工精度工藝優化具有重大的現實意義。
2 、影響數控車床加工精度的重要因素
2.1 數控車床加工常見的精度欠缺現象
數控車床，分為兩個部分：一是數控系統，二是車床系統，因此，車床數控系統的精度可以分成數控系統的控制精度和車床自身的機械精度。數控車床系統是當前機械加工企業重要的生產工具，因此，數控車床的精度直接影響到企業產品的質量，質量是企業立足之本，如果企業數控車床系統加工精度不夠，會直接影響企業的經濟效益和社會聲譽，所以，企業在實際施工中，一定秉持對加工精度高標準高要求的工作原則，全面分析影響車床加工精度的影響要素，保證車床的加工精度，要對數控車床系統的機械精度、零件的材料、伺服系統的誤差及抑制、機床夾具的制造等多要素進行考察，分析精度不達標的原因，采取一系列切實可行有效的措施降低加工誤差，保證數控車床的加工精度，精進加工車床的制作工藝，保證企業的產能和生產質量，完成企業經濟效益和社會效益的統一。
2.2 伺服系統誤差
伺服系統是數控車床實際操作中常見的重要系統，它是數控車床不可分割的一部分，其對數控車床的重要性不言而喻，因此，操作人員在實際操作中一定保證伺服系統的順利運行。伺服系統的運行原理是驅動機床的部件將其轉變為零件，在這樣的條件下對產品進行加工操作。而在伺服系統運行中，電機驅動絲杠是其順利運行最為重要的一環，可以說，絲杠的傳動精度直接決定伺服系統的控制精確程度。而在實際加工過程中，伺服系統在數控車床加工中一般以閉環的形式存在，閉環伺服系統與絲杠間的工作原理是，操作人員輸入數字指令，伺服系統將指令傳遞給絲杠，絲杠對指令進行反向運轉，在絲杠反向運轉的過程中，絲杠由于機械的特性，會出現短暫的空轉現象，如果不能合理把控，就會出現反向的間隙誤差，進而影響數控車床的加工精度。
3 、數控車床加工精度的工藝優化措施
3.1 挑選符合加工需求的刀具材料和刀具角度
切削用具的選擇是影響數控車床加工精度的重要因素，切削產品的刀具材料剛度不夠，或者刀具的角度不符合加工需求，都會直接而影響加工精度。在實際加工中，數控車床往往需要配備一整套的標準系列的刀具，刀具的種類繁多，不同刀具針對加工需求不同，且不同刀具的加工性能各不相同，刀具挑選重點在兩個方面：一是刀具的材料，二是刀具的角度。道具的材料需要根據加工需求選擇，例如螺旋車刀的材質一般是高速鋼，因為高速鋼的材料韌性和強度更好，而加工過程沒有劇烈震動和強悍沖擊力時，但是需要快速切割，這時耐熱性、耐磨性和硬度較高的硬質合金就是合適的選擇。車床的組裝人員在對車床配備的車刀進行挑選時，一定要遵循實用性的原則，選擇適合的材料，同時要熟知需要加工的產品，根據零件的加工需求選擇幾何角度適合的車刀。
3.2 選擇適合加工工件的夾裝方式
在實際工作中，數控車床在使用時，夾裝方式是相同的，無論是夾裝工件還是普通的工件，都不是采用固定的單一的夾裝方式，組合夾裝方法是數控車床加工工件夾裝的常見方式。這種工件夾裝的原理是結合各種夾裝方式，科學決定定位基準，有效防止工件的夾裝失誤、重復夾裝等。此外，在數控車床安裝夾裝組件時，一定要根據需要加工零件的要求合理選擇夾裝組合方式，提升工件的夾裝效率和夾裝效果，保證加工零件的質量和速度，有效提升數控車床的加工精度，提升零件的品質，保證企業經濟效益，推動數控制造行業的發展。
3.3 選擇符合加工需求的削切用量和削切液
數控車床是負責產品切削過程的器械，因此，對產品切削過程的控制會直接影響數控車床的精度，產品切削過程中，背吃刀量、切割刀切削速度、進給距離等都是切削用量的不可忽視的一環。所以，為了有效提升數控車床的加工精度，應該靈活，根據加工零件的特點選擇對應的加工方式。舉個例子，如果粗加工的車床，那么重點就是零件的加工效率，可以選擇背吃刀量、主軸切削速度和進給速度相對較大的，這樣可以有效提升加工速度，保證零件的原始雛形，方便后續精加工。與粗加工相對應的精加工時，準確度和精度就更為重要，這時背吃刀量的選擇需要結合加工零件的特點和預留精車余量安排，刀削速度優先選擇較高的，減少加工誤差。值得一提的是，切削過程是刀具與金屬胚打磨加工的過程，在這個過程中，車床會釋放出大量的摩擦熱量，刀具和工件的接觸處由于高強度的摩擦和高溫往往會發生變形，不利于加工精度的提升，因此，數控車床在加工中需要采取有效方式降低加工環境的溫度并減少摩擦，可以使用具有良好清洗作用和降溫效果的乳化液，保證刀具不變形。數控車床的切削用量和切削液的使用時數控車床精度提升重要的一環，操作人員在施工中，需要注意挑選，選擇最適合的方式加工，保證加工速度、精度和質量。
3.4 采用誤差防止法
誤差防止法是數控車床加工過程中提升加工精度減少誤差的常見預防方法，它的原理是在數控車床處于設計生產的狀態時，明確車床相關器械的加工精度，提升它的加工精度，找到潛在的誤差威脅，及時消除它。誤差防止法可以有效把控數控車床整體的加工精度，減少加工誤差，但是使用成本偏高，且靈活性較低，不適合提高組裝好已經投入使用的數控車床，適合生產前的環節，操作人員可以施工中合理采用誤差防止法，方便后續對數控車床精度的整體把控。
3.5 采用誤差補償法
誤差補償法是數控車床加工過程中被廣泛應用的修補誤差方法，它借助數系統的補償功能對已有的坐標軸進行誤差修正。誤差補償法是提升數控車床加工精度的重要方式之一，其原理是借助增強數控系統的補償功能來減少數控車床坐標軸誤差的現象，從而有效提升數控車床的精度。誤差補償法可以有效彌補因為本身機械精度水平不夠無法生產出精度適合產品的機械車床，通過對誤差補償法的應用，機械車床可以生產出精度較高的復雜產品。而誤差補償法可以通過軟件和硬件聯合實現，軟件處理是借助編程法實現插補加工操作，從而滿足零件間距要求，達到生產更高精度零件的目的。硬件法主要用于修復半閉環式伺服系統的反向偏差，操作人員通過使用誤差補償法，減少因為電動驅動絲杠對伺服系統造成的反向偏差，減少零件加工中出現的誤差。適當使用誤差補償法，可以有效提升加工零件的精確度，改善車床設備的弊端，是提升數控車床加工精度的有效方法。
4、 結語
綜上所述，數控車床技術優勢顯著，目前已經成為我國制造業重要的一環，我國對數控車床技術加工精度的要求也越來越高，企業必須提升數控車床的加工精度，優化制造工藝，選擇合適的刀具和角度、改進誤差、把控好切削用量等，盡可減少誤差，保證企業的經濟效益，促進制造業的發展。
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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