影响数控机床零件加工精度的因素与补偿措施

影响数控机床零件加工精度的因素与补偿措施

1刘刚 2夏销俊 3黄超

中车戚墅堰机车有限公司 213011

摘要：机械制造水平不断提升，为工业生产良性发展，提供不竭动力。数控机床加工产业作为自动化生产重要形式之一，可提升零件加工精度，满足机械加工生产发展需求。文章通过对数控加工中心加工零件精度的因素与改进措施进行分析，以期为充分发挥数控加工优势，提供行之有效的理论参考依据。

关键词：数控机床；零件加工；影响因素；补偿措施

随着科学技术和社会生产的迅速发展数控机床在制造业中正逐步被应用和普及。与普通机床相比.数控机床综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密测量和新型机械结构等多方面的技术成果,其加工精度高，加工的零件复杂、适应性强,操作劳动强度低,已成为先进制造技术不可缺少的工艺装备。零件加工精度关乎零件生产综合质量，数控机床加工精度无法得以有效控制与保障，会降零件加工精度，使其无法满足生产需求，企业为被迫不断追加生产成本，无法保障零件加工经济收益。在数控加工中心加工零件过程中，零件精度无法保障，弱化零件应用成效，影响产品综合质量的现象屡见不鲜。为使数控机床加工能力可有效保障，有效提升数控机床零件加工精度，思考影响其零件加工精度之因素与改进措施显得尤为重要。

1 影响数控加工中心加工零件精度因素

1.1 刀具参数设置不当

刀具受数控机床控制，依照既定编程对加工产品进行铣削、车削等切削加工，使产品加工目标得以完成^[1]。为使产品加工更加精准，技术人员需设置刀具参数，一旦刀具参数设置不当，刀具轴线会在加工过程中出现偏差，在主偏角不断减小同时，刀具加工零件精度将随之降低，无法满足数控机床生产加工需求，影响产品综合质量。

1.2 机床设计不科学

机床设计是数控加工实践基础，所有零件加工工艺均需在机床设计层面得以落实，然而在机床设计过程中，却因其设计精度无法得以有效保障，影响机床机械制造精度，削弱机械加工工艺落实成效，使零件制造误差逐渐增大，降低数控机床零件加工精度。

1.3 伺服系统驱动控制不佳

伺服系统在数控机床中枢控制体系中较为重要，为零件加工奠定基础。伺服系统精度由丝杠传动精度控制，采用半闭环控制，确保零件加工信号在伺服系统与丝杠间畅通无阻^[2]。然而在伺服系统信号接收过程中需反向运转，这时会产生瞬时空转，造成反向间隙，使零件加工生成指令误差，还会产生弹性间隙误差，引起零件形变，降低零件加工精度。

2 提高数控加工中心加工零件精度的措施

通过对当前影响数控机床加工中心加工零件精度的因素进行分析可知，伺服系统驱动控制不佳、机床设计不科学、刀具参数设置不当均是引起零件加工精度下降的主要因素。

2.1 降低或避免伺服系统误差

在数控机床加工过程中，伺服系统精确度将直接影响零件加工精度，为此技术人员需认清伺服系统对零件加工重要性，从实际出发，思考控制伺服系统误差的有效方略：①优化机床设计。为降低伺服系统误差，对零件加工精度的消极影响，设计人员需归根溯源，从优化机床设计着手，严格依照机床制造规范落实机床设计，为提升伺服系统抵抗振动的能力，使其抗载与抗压能力得以有效提升，可在合理位置添加驱动装置，使其与伺服装置相符；②待伺服系统规设结束后，技术人员应依照制造标准，对该系统运行参数进行优化设置，提升伺服系统生产制造稳定性、可靠性、科学性^[3]。伺服系统为抑制数控加工中心圆弧加工、直线加工消极影响，达到提升加工零件精度的目的，可采用以下方法：①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^[4]；②规避加工误差最大角度。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。

2.2 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^[5]。鉴于刀位会随零件精度加工需求提升其移动速度，通过导轨设计可削弱机床所需承担的负荷力，确保数控机床在得到科学设计基础上，可提升其高负荷零件切削能力。数控机床可在原有机床设计基础上升级设计，采用镶钢滑动导轨副结构提升机床功能性，使零件加工精度得到保障。

3结论

综上所述，为了使当前数控机床加工能力得以提升，技术人员需明晰当前影响数控机床加工进度的主要因素，通过优化设计数控机床，提高数控机床导轨几何精度，抑制并降低伺服系统误差发生几率，提升数控机床零件加工精度，在加工过程中,应通过合理选择切削用量和刀具几何角度或粗、精加工分开进行以减少切削热，通过将机床中能够分离的热源部件从主机中分离出去以隔离热源；注重加强通风散热，加工过程中使用冷却液；均衡温度场；加速热平衡；控制环境温度等，从而推动机械制造业良性发展。

参考文献

[1]梁璨.机械加工精度影响及控制措施[J].内燃机与配件,2021(13):188-189.

[2] 陶冠勇.影响数控加工零件精度的因素与改进措施[J].南方农机,2018,49(06):43.

[3] 许春英.数控车削刀具刀尖高对零件加工精度的影响和对策[J].黑龙江科技信息,2019(05):2.

[4] 李进东.数控机床结构对加工精度的影响及对策探讨[J].四川职业技术学院学报,2020,30(01):155-157.

[5] 周虹.影响数控机床零件加工精度的因素与补偿措施[J].机电产品开发与创新,2019 (02):110-111+114.