数控车床加工精度的影响因素因素分析及对策

数控车床加工精度的影响因素因素分析及对策

廖超林

（广西百色银海铝业有限责任公司）

摘要：随着科技的发展，数控技术已经成为越来越多行业的发展趋势，数控车床更是作为一种精密的加工手段。因此数控车床的精度是其主要参数，产品的加工精度主要受到车床精度的影响。本文旨在找出影响车床加工精度的因素，然后找出应对措施。

关键词：数控；精度；车床

引言：数控车床作为机械加工中比较先进的加工设备，目前在精加工领域应用比较广泛。数控车床不仅极大的提升了加工效率和加工精度，也为工厂带来巨大的利润。产品加工精度主要受车床加工精度的制约，而车床的加工精度的主要影响因素是：伺服精度、编程精度、补偿精度与车的精度，不仅如此，环境、安装、材料与检测等因素也会影响车床的精度。因此车床加工中加工精度的高低受到每个因素的制约，任何一个原因都会影响最终的产品精度。所以要综合分析各种因素，并加以控制，避免出现影响加工精度的因素，保证数控车床达到预期的加工精度。。

一、数控车床的工作原理

数控车床作为先进的加工设备，具备效率高、精度高的优点，而且可以加工多种形状或要求的工件。数控车床往往配备多工作工位和多功能夹具，加工范围广，可以实现批量加工，对于复杂的加工产品和补偿加工也可以实现，可以为加工单位带来巨大利润。

数控车床集合了计算机和先进的制造技术于一身，是一种先进的现代化加工设备。一般组成包含了传感元器件、控制器与动力模块，数控车床在一定程度上摆脱了对人工的依赖。数控车床在加工产品前，先要编制相应的加工流程，运用相应的语言进行编程，将程序放入数字化控制器CNC中。编程结束后，向系统发出加工指令后，系统会在程序的驱动下，控制相应的刀具进行加工。

二、数控车床的组成

数控车床按加工工艺可以分为下述组成单元：

1.主机。数控车床主体就是主机部分，主机由进给结构、主轴与床身等机械部分组成，各种加工工艺正是基于这些机械部分实现的。

2.数控元件。数控车床的核心就是数控元件，同时也是数控车床的灵魂。电路板与配套软件是组成数控元件的主要部分，数控元件可以实现各种功能的控制和各种数据的处理。

3.驱动装置。数控车床各主体部分的联动主要通过驱动装置实现，因此该装置可以为执行机构提供动力。进给电机、主轴电机与主轴驱动单元等是常见的驱动装置，在相应软件的控制下，由电气系统提供动力来源，以此完成进给操作或主轴操作。

4.辅助装置。数控车床完成加工需要一些必要的配套设施，他们作为数控车床的辅助部分存在，为车床的运行提供保障。比如数控转台、检测装置与排废装置等。

基于上述装置的配合，数控车床具有高加工精度、稳定的加工质量、复杂工件加工、高生产效率、自动化与高精密性的特点。

三、数控车床加工精度的影响因素

数控装置的控制精度与车窗机械部分的精度是影响数控车床加工精度的两个主要部分，他们对数控车床的加工精度有直接的影响。根据生产实践，具体分析影响数控车床的加工精度的因素为：车床主体存在的集合误差、刀具磨损造成的误差、车床受热后变形造成的误差、刀具几何外形造成的误差与伺服系统存在的误差。

现代化的数控车床主要误差来自工件的位置误差引起，工件的进给主要实现形式是伺服电机驱动下的滚珠丝杠。当丝杠运行的过程中出现进给误差，就对数控车床的加工精度造成极大的影响，该位置公差是车床定位精度误差的一部分。

伺服进给控制与半闭环控制是常见的数控车床的控制手段。在车床的运行过程中，伺服电机的反向运转可能会引起轴承和轴承座之间出现反向间隙，该间隙会直接引起受力不均匀，引发间隙误差。

数控车床的车刀是主要的加工部分，车刀的形状差异与工件中心的偏差等都会影响工件的加工精度，还会影响工件表面粗糙度的加工，降低车刀的寿命。

结合生产实践与相关的研究成果，发现不同的影响因素对数控车床的加工精度具有一定的关系。分析表明机床、刀具、加工环境、夹具与工艺参数等都会影响数控车床的加工精度，正常的加工中，主要影响因素是数控车床自身的精度误差。据相关统计表明车床的误差可以占到总加工误差的20%~30%，当数控车床的精度要求高时，该比例会更高；加工过程中的无擦汗占到29%~40%；检测误差会占到10%~15%。

四、提高数控车床加工精度的对策

要提升车床的加工精度，需要先对影响加工的因素进行分析，然后利用防止法与补偿法等尽可能降低因素的影响，提高数控车床的加工精度。

1.补偿防止法。主要采用控制系统对机器中存在的误差进行补偿，保障车床达到最高的精度，基于软硬件结合处理出现的问题；防止法只要是预防为主，尽可能的在加工之前消除车床的误差隐患.

2.重复定位法。定位是数控车床加工的关键步骤，因此有必要对定位的参数进行反复验证，尽可能的降低定位误差对加工精度的影响。

3.丝杠进给补偿法。在螺纹的加工中，数控机床主要采用横纵联动实现加工，横纵丝杆之间的缝隙是影响螺纹加工的主要误差。在刀具精度较高的前提下，对其间隙误差进行补偿，可以消除间隙，提高滚珠丝杆的性能和寿命。

此外还有其他的改善措施，如一刀多尖、提高导轨精度法等。

五、结束语

随着制造业的不断发展，数控车床的应用必将越来越广，本文先分析了数控车床的原理及特点，之后对相关误差与改善措施进行分析，旨在提升数控车床的加工精度。

参考文献：

[1]于志远：数控车床加工精度的影响因素及提高方法分析[J].科学与财富，2014（8）.

[2]夏莹：数控车床加工精度影响因素分析及对策研究[J].科技传播，2013（12）.

[3]金涛：试论提高数控车床加工精度的技巧[J].科教导刊-电子版（中旬），2015（9）.