数控车床加工精度的影响因素及对策分析

发表时间:2020/11/20   来源:《科学与技术》2020年7月20期   作者:薛亚平
[导读] 数控车床加工以数字信息化技术应用为主要标志,
        薛亚平
        济宁市技师学院   山东省济宁市   272000   
        摘要:数控车床加工以数字信息化技术应用为主要标志,对机械零部件进行加工,可加工各种类型的材质,比如不锈钢、合金钢、铝、钛合金、亚克力等多种原材料,并且可对结构复杂的零部件进行加工。相关技术应用是机械生产技术发展的主要标志,相关人员应认识到影响车床加工精度要求因素,对其进行控制。
        关键词:数控车床;加工精度;控制措施
中图分类号:TG659
文献标识码:A
引言
        21世纪以来,随着我国工业化进程速度的加快,数控车床的应用范围越来越广,数控车床在工业加工中不可或缺,数控车床精度直接影响产品质量和企业的生产效益。在实际生产过程中,数控车床的加工精度受诸多因素影响,在进行数控车床加工工艺设计时,要重视产品从毛坯到成品的每个生产环节,采取不同方法提升加工精度及工件质量。
1数控车床加工精度的影响因素
        1.1车刀几何参数误差
        数控车床比传统机床优越,就在于工作人员配合计算机操作数控车床处理不同的零部件,按照事先设定好的程序车刀会自动运行,但从实践来看往往会出现车刀偏角和圆弧半径之间的问题,这也导致了在加工过程中产生了轴线尺寸误差问题,进而造成轴向尺寸变化量在圆弧半径提高的情况下不断提高,误差也随之增加。为了提高车刀使用的精准程度,需要由专门的技术操作人员牢记加工零部件时轴向位移长度会随着轴向尺寸优化而变化,结合零部件的具体情况,在考虑这个因素的基础上对轴向位移长度进行合理优化,对整个加工流程进行合理控制,并完成对应的车床编程工作,从而保证零件加工精度更为确切。
        1.2几何精度和结构影响
        零部件加工中,应对车削速度和规格进行控制,然而,实际工程中,在数控车床加工中会出现几何精度不足,工艺技术达不到行业统一标准的问题。同时,也存在精细化措施应用不到位、管理技术与经验不足问题,这也是主要影响因素。同时,车床结构问题也会影响加工精细程度,需要对其进行控制。
        1.3伺服因素
        当操作数控机床加工机械零件时,伺服系统控制着车床的运转,为车床的运转提供动力。操作人员在使用车床对机械零件进行加工处理时,必须精确控制工件的空间运动位置,此时就需要利用伺服电机。因为伺服电机对数控车床的传动系统的滚珠丝杠具备驱动能力,因此当数控车床在使用过程中如果滚珠丝杠的传动出现问题,产生误差,那么对最终加工出的零件精度会有较大影响,造成定位精度误差问题的产生。
2数控车床加工精度控制措施
        2.1提升伺服系统精度
        数控车床的运行离不开伺服系统部分,伺服系统直接影响数控车床的加工精度,从而影响工件的加工质量。伺服系统的配置在条件允许时,应该尽量配高性能的组件,如一些动态性能好的驱动装置等,如此可减少伺服系统对数控车床加工精度的影响。另外,加工过程中可以对伺服系统的相关参数进行优化,减小误差。在车削过程中,直线和圆弧加工很常见,伺服系统会对其加工产生直接影响,采取必要的方法抑制该影响,但是一定量的速度误差是允许其存在,因为该误差对单轴直线加工没有精度的影响和加工精度的损失;最佳状态的车床进给轴为45°的位置,可以保证具有保证输出的加工件有较好的加工精度和质量;那么在圆弧的加工时,应当采用开环增益,有一个很好的补偿作用,确保开环增益一致性,以提升毛坯零件的外轮廓的加工精度。


        2.2提升数控车床刀具性能
        根据不同的加工要求,数控车床使用的车刀不尽相同,不同的刀具会对车床的工作质量产生一定的影响,这可以调整传统的车削方法,提高性能,减少车刀对车床性能的影响。因此,应当建立相对完善的刀具库,并且建立相对完善的刀具库管理办法,实行专人专管的模式。库中的刀具应该是标准化的、有较好的一致性的,保证刀具的质量。不少数控车床都有自动换刀的功能,这种功能虽然较为先进,但是要用好就应建立相对完善的刀具库,不同的材料加工刀具应该能完美满足要求,对机械零件不同规格和性能要求、车削效果进行相应的优化。刀具的购买渠道应该正规,而不是贪图便宜,只有正规渠道购买的刀具才能帮助企业更好地进行切削加工,保证一定的精度。
        2.3提高床身导轨的几何精度
        数控技术经过多年的发展,同传统数控设备相比,现有的数控车床在加工进度与加工效率都取得了较为明显的提升。与此同时,对数控车床的结构以及其性能的要求也越来越严格,比如数控车床导轨的精度、车床的承载力、车床底座铸件的重量等等。通常来说,数控车床为了能够将数控车削的各个方面功能充分发挥,会采用斜床而不是整体的铸件结构,采用这种形式不但能够改善车床抗弯以及抗扭的能力,提高车床工作时的稳定性,还能够明显的降低数控车床的自重。
        2.4数控车床误差补偿
        数控车床在对工件进行加工时,由于受到逼近误差和圆整误差的影响,使车床精度下降,而通过采取误差补偿工艺能够降低影响。常见的补偿措施主要是利用控制系统的有效补偿,通过对数控车床的现有误差进行有效补偿并进行处理,能够确保数控车床的精度。此外,数控车床在使用误差补偿时需要结合具体的加工工件进行处理,对其中存在的缺陷可以采用硬件处理或者软件弥补的方法。如果在前期进行了相应的预防处理,那么对于实际加工制造过程中可能会出现的不确定因素能够提前消除,比如,为了提高数控车床加工工件的质量以及其加工效率,需要确保数控车床的加工系统能够满足要求,保证车削过程的准确性。
        在使用重复定位工艺时,需要对采用这种工艺时的误差进行测量,如果误差的数值较小,那么加工精度不够会对系统数值的收集与累积产生影响,同时还会影响数控车床加工系统的单元元件。对此可以使用绝对值进行编制,同时数控车床在对刀时,应该保证零件设计质量同时尽可能的避免基准难以重叠现象的出现,保持最佳的工艺路线。
        2.5善数控车床的总体设计
        在进行车床设计的过程中,设计人员需要结合实际工况来制定一个可行性强的生产方案,将制造精度控制在一个合理的范围之内,进而保证制造质量。我国大多数制造企业都是先从国外购买先进设备,然后理解消化后再自主对设备进行国产化改造,同时优化减小设备损耗件在实际中的应用,进而实现对生产成本的控制。在国产化设计过程中还需要注意变形应力的合理性,避免分配的不均匀性,保证构件刚度的稳定性,避免产生严重的车床变形,影响制造精度。
        结构重心的稳定性同样十分重要,在操作过程中工作人员可以结合实际情况进行适当的重心调整,改变车床的摆动模态频率,提高制造精度。当结构刚度得到有效保证时,应当避免使用过多的结构材料,增加重心的不稳定性。想要提高车床加工精度,还可以从主轴的热态特性这方面入手,在设计时对主轴进行改进,有效克服传统工艺的缺点,避免产生主轴漂移的情况,提高主轴系统工作的稳定性,大大降低了制造误差。
结束语
        数控车床加工属于技术工种,操作复杂程度较高,加工的各类部件在材质应用性能以及生产技术工艺中存在较大不同,应当从伺服系统、车床导轨、车床刀具和相关操作人员等方面着手,找到准确的影响因素,并且分析其原因,从技术角度入手解决这些影响因素,并采取相应的方法提高数控车床的加工精度和性能,从而有效保证加工精度和质量。
参考文献
[1]朱梦夏.关于影响数控车床加工精度的主要因素分析及对策探讨[J].现代制造技术与装备,2017(10):154-155.
[2]解川一霖.数控车床加工精度影响因素分析[J].内燃机与配件,2018(09):86.
[3]吴福昌.数控车床加工精度的影响因素及提高措施分析[J].机电工程技术,2019,48(07):13-14,119.
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