数控车床加工精度的影响因素及提高措施研究

发表时间:2020/12/24   来源:《科学与技术》2020年25期   作者:任向宁
[导读] 随着我国科学技术的不断发展和生产力水平的不断提升,数控车床被广泛应用于机械加工行业
        任向宁
        陕钢集团龙钢公司轧钢厂生产准备作业区  陕西韩城  715405
        摘要:随着我国科学技术的不断发展和生产力水平的不断提升,数控车床被广泛应用于机械加工行业,不仅提高了生产效率,而且降低了生产成本。工业的进步对零部件加工质量提出了更高的要求,在数控车床加工过程中,受到各种因素的影响,会降低产品的加工精度,需要不断调整加工工艺和技术。文章阐述了数控车床加工精度的影响因素,并对改进数控车床加工精度的措施进行分析,对提高数控车床加工精度具有重要意义。
        关键词:数控车床;加工精度;影响;措施
        引言
        通过创新研究应用数控车床加工技术,能够为社会创造出更多的经济效益,推动我国制造业建设稳定持续的发展。在数控车床实践加工操作过程中,对于产品质量精度控制是尤为重要的,无论是编程精度,还是插补精度、伺服精度控制都会影响到机械产品加工精确度。除此之外,在数控车床加工作业中,其加工精度还会受到加工材料、外界环境等因素影响,导致其可能给车床加工偏差的发生,从而影响到零部件产品的加工质量,需要相关工作人员科学采取有效控制措施。
        1数控车床的特点
        数控车床是通过程序对机床进行控制,该程序能够对输入的指令将其译码,从而控制车床高效有序的进行加工。现代数控车床与传统的数控车床相比较具有以下特点:①加工精度高,由于现代数控车床中应用了较多的精度控制系统,所以其加工精度与加工稳定性要远远大于传统的机床;②多坐标轴数控车床可进行多轴联动加工,对于一些结构复杂的零件,数控车床可以根据输入的指令进行多轴联动加工,从而显著提高接加工效率;③节约工时,在临时修改零件尺寸或规格时不需要再画图纸,直接在数控车床上修改参数即可,可显著节约图纸修改等时间;④自动化程度高,现代车床具有高度的自动化,可显著降低操作人员的劳动强度;⑤对操作人员要求较高,由于现代的数控车床专业性较强,自然对操作人员要求也较高,同时对数控车床的机械维护保养人员也提出了较高要求。
        2数控车床加工精度的影响因素
        2.1伺服控制系统因素
        逼近误差主要是利用数学原理对非圆结构进行线性处理,以直线轮廓代替曲线轮廓。然而在实际操作中,控制系统容易出现误差,造成加工部件的轮廓形状与图纸要求不一致,影响实际加工能力。当伺服控制系统出现问题时,也影响加工过程联系性,不利于精细加工方案的有效落实。实际应用中,伺服系统会对数控车床车削加工过程直线工艺和圆弧工艺产生影响,主要影响机械位移速度和加速度,需要对伺服系统主要控制方案进行分析。系统应用是保证数控车床加工作业效率的关键,应结合项目运行条件,使用相关控制方法,为控制系统合理应用提供可靠保证,倘若对其控制不当,会形成相同的进给轴开环增益,影响系统应用效果。
        2.2车道参数误差的因素
        数控车床主要利用数控系统来控制车刀,加工处理盘、轴等零件表面,以获得计划的零件尺寸与形状。数控车刀主要用于切削加工零部件,确定尺寸大小,其道具参数直接决定数控车床加工精度。在实际加工过程中,为了保障达标的加工精度,应从刀具选用、刀具安装等多方面考虑,慎重选择刀具材质、使用切削用量以及刀具角度,安装时要认真考虑车刀主偏角、零件轴线高度差、车刀磨钝标准以及刀尖过滤圆弧等参数,避免参数误差影响数控车床加工精度。
        2.3车刀参数的影响
        通常来讲,在数控车床的加工实践中,往往是借助于编程控制的基本手段落实车刀的调整,保证可以更加顺畅的开展零部件的切削工作,由此让其基本的形状符合相应的要求。

在车削加工的基本环节之中,车刀一般会反映出主偏角以及刀尖圆弧半径的基本数值,在对棒料进行适当的加工时,轴向的尺寸还是很容易产生一些误差问题,面对这样的情况应该做出合理的分析,判断这类误差和主偏角往往是呈现出一种反比的关系,当不断地增加相应的主偏角之后,相应的误差可以适当的降低,但是对比于刀尖圆弧半径来看,两者之间还是存在着正比的关联。如果在具体加工的过程中车刀的参数发生了较为显著的变化,会使得相应的精度受到较为直接的影响。
        3数控车床加工精度的提高措施
        3.1合理控制伺服系统
        控制系统在数控车床加工中应用,可有效提升车床加工质量,减弱不利因素对数控车床加工过程的影响,实现最佳应用效果。伺服控制系统是车床加工作业的重要组成部分,需要对伺服系统进行升级,满足零件精度标准。零件加工质量尤为重要,直接影响相关零部件的使用性能和精度标准。实践工作中,应对系统偏差加大重视力度,完善加工精度标准,促使机械零部件加工现代化、精准化。为了提升系统服务能力,可使用高性能配件,对系统进行改造,例如,对其中的驱动部件进行改进,并优化系统参数,提升工作性能。此外,伺服系统影响车削加工步骤,需对其进行控制、降低不利影响,应用措施如下:①控制速度误差,主要对单轴直线加工进行分析,当工况条件达到指定时间,停止加工作业,并且控制其中产生的误差值;②分析进给轴位置开环增益,具体加工过程中,对不同零部件加工时,开环增益效果不相同,经过反复测试,将进给轴角度控制在45°时加工效果较好,可提升零部件加工精准度;③当伺机控制系统进行精密部件圆弧部分加工时,需要对进给轴开环增益进行控制,确保各部分开环增益相同,提高车床精密化加工能力。
        3.2误差补偿
        为了提高数控车床加工精度,可以合理应用误差补偿法,有效结合数控车床整体软件系统以及硬件系统,对于相关设备予以精确定位,利用软件编程,消除反向间隙间隙,合理加工插补,即使是低精度车床技术也可以制造加工出高精度的零部件。部分数控车床可以在其数控系统中设置若干存储单元,来存储反向间隙,一旦某轴发生反向运动则从存储单元内读取反向间隙数值,以补偿修正坐标位置,避免产生加工误差。
        3.3选择适宜的刀具及控制刀具参数
        刀具是数控车床进行车削加工时与工件直接接触的工具,所以刀具自身的性能会对加工精度有一定影响。而车刀本身具有主偏角和刀尖圆弧半径,所以在车削外圆时会产生一定的偏差,如果这种偏差没有及时纠正,加工误差就会逐渐变大。为了减少刀具的加工误差,既要合理选择刀具,又要控制刀具的参数设置。在现代化车削加工中都配备了自动换刀装置和刀具库,不同的刀具有不同的强度、硬度、耐磨性,在实际加工时,会根据毛坯的性质和加工工艺需求而选择适合的刀具,以满足不同产品的加工需求。合理控制刀具参数也是提高加工精度的重要措施,在编写程序时,应该分析刀具轴线产生偏差的原因,然后修正刀具产生的位移长度。为了减少车刀的刀尖圆弧半径、主偏角等对加工精度的影响,在编程时可以加入误差补偿和处理代码,优化数控车削程序来减少累积误差。
        结语
        数控车床在机械加工生产中的应用,是我国生产力水平发展到一定阶段的重要产物,也是工业发展水平的重要表现。数控车床的加工精度不仅关系到企业的经济效益,同时也对我国制造业的发展产生一定的影响。因为数控车床的应用环境不同,所以影响加工精度的因素也不相同,应该根据实际运行情况对加工工艺和技术进行改进和调整,最大程度地降低加工误差,确保产品的加工质量,为推动我国工业的进一步发展创造良好的条件。
        参考文献
        [1]刘康东.数控车床加工精度的改进设计分析[J].现代工业经济和信息化,2019,9(11):79-81.
        [2]张清郁.数控车床加工精度的影响因素及控制方法分析[J].南方农机,2018,49(10):95+97.
        [3]郑坤华.数控车床加工精度的影响因素及提高方法[J].企业科技与发展,2019(10):128-129.
        
        
       
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