影响数控车床加工精度的因素及其优化方案

发表时间:2021/6/1   来源:《基层建设》2021年第3期   作者:何锦清
[导读] 摘要:随着科技的发展,机械在人们生活中出现的频率越来越高,人们生活的各领域都有数控技术的应用。
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        摘要:随着科技的发展,机械在人们生活中出现的频率越来越高,人们生活的各领域都有数控技术的应用。与普通车床相比较数控车床在加工精度、作业效率、自动化程度等方面具有明显的优势。随着数控技术的发展,对零件加工精度的要求也越来越高。基于此,本篇文章对影响数控车床加工精度的因素及其优化方案进行研究,以供相关人士参考。
        关键词:数控车床;加工精度;因素;优化方案
        引言
        近些年来,我国经济实现了快速发展,在我国经济发展中机械装备行业发挥了关键作用,在机械行业不断发展过程中,对于机械中的各种使用零部件的精度提出了更高要求。在现代各种机械加工过程中,数控车床得到了广泛使用,能够对各种零部件进行加工,而且加工效率比较高。对于数控车床加工精度产生影响的主要有内因和外因两个方面因素。其中外因有加工材料、操作人员以及加工环境等因素,内因主要有数控车床本身在编程精度以及插补精度等方面的原因。
        一、影响数控车床加工精度的因素
        1.1伺服因素
        数控车床在加工中容易受到各种因素的影响,很容易使精度下降。而伺服因素对数控车床的精度影响最大,由于车床的正常运行需要伺服系统的参与,如果伺服系统出现问题,那么数控车床的精度便很容易受到影响。伺服系统对于数控车床的部件控制有着很大影响,如果没有伺服系统的电力支持,那么数控车床的精度也就难以保障。另外,伺服系统的中的传动装置如果出现问题,那么数控车床的加工精度便会受到很严重的影响。在机床的运行中,传动装置很容易出现磨损问题,使得车床零部件的要和能力下降,进而影响数控车床的加工精度。
        1.2伺服系统
        伺服系统可以精准的跟随或复制车床工作的某一过程,因此还被称为随动系统、反馈控制系统等,是整个数控车床系统的中枢系统。车床的零部件加工工作就是伺服系统通过驱动机床部件来完成的,而零件的加工精度也是由伺服系统控制的(由其自身的电机驱动丝杠的传动精度决定)。在实际的加工工作中,数控车床多使用闭环控制伺服进给系统,该系统在传递信号之后丝杠会发生反向运转,从而会出现短时间的空转状况。空转状况会引起反向间隙误差,进而会对零件加工精度造成影响。
        1.3切削刀具
        在数控车床的加工过程中,需要使用刀具进行零件的切削工作。刀具本身就有主偏角以及刀尖圆弧,这就容易导致使用刀具对零件进行切削时发生一定程度的误差,但是在零件加工不断增加的过程中,产生的这种误差就会不断增大。因此,在对零件进行加工时,需要将刀具与轴线这两者之间的误差充分考虑进来,再结合合理的编程,将刀具产生的生产误差进行修正。除此之外,还能通过另外一种方式,就是将刀具的结构进行合理优化,目前这个阶段中使用的刀具一定会出现加工方面的误差,所以,对刀具进行设计的人员可以充分考虑刀具的构造进行合理优化,尽可能地减少加工中造成的误差。
        二、数控车床加工精度的优化方案
        2.1误差改进方法
        误差对数控机床加工产品的精度具有很大的影响,想要提高加工产品的精度,就一定要善于利用误差补偿法,即在系统的补偿功能基础上,将软件和硬件进行有机结合,补偿已经存在的坐标轴,以此来提高加工零件的精度。如果在半闭环伺服系统中出现误差问题,最好的解决办法是使用反向偏差补偿法来消除潜在误差和提高定位精度。反向偏差补偿法与误差补偿法是不同的,它是在机床工作过程中,尽量缩减零件的误差和潜伏误差,把总的误差缩减在一个可控的范围内。但是,该方法与误差补偿法相比费用较高,因此,还需要不断的创新与发展,以求达到低成本、低误差、高精度的加工过程。
        2.2优化数控车床的性能
        近年来科技行业快速发展,也提升了制造业对于精度的要求。数控车床技术不断更新,所生产出的零部件的质量也越来越好。但是数控车床的性能仍需优化,还需进一步的提升精度,以满足下游企业的需求。

当前,全功能数控车床得到了广泛的应用,而这类数控车床的运行非常稳定,这类车床通过斜床切割方式,可以有效的降低切割误差,提升车床的精度。不仅如此,这类车床对于提升加工的稳定性也有很大帮助,因为全功能数控车床可以大幅降低车床的重量,并且对车刀等车床部件进行了优化。在提升了车床的加工精度的同时,还提升了设备的耐久度。
        2.3确定切削用量
        在数控车床加工过程中,切削用量的加工效率相对较高,在数控车床加工工艺中也有重要的作用,切削用量包括切削的速度、进给量以及背吃刀量等要素。选择切削用量的主要因素是被加工材料、切削的用具以及切削的条件。切削速度的选择与刀具的直径相关,如果所选用的刀具直径较大,车床的刚性较大,就可以选择较快的切削速度。其切削深度的增大,将减少走刀的次数,缩短走刀的时间,提高生产的效率。进给量的确定要根据加工的精度等条件来判断,在保证工件质量的前提下可以加大进给量。在切削深孔等排屑困难的工作中要降低进给量。而背吃刀量和侧吃刀量一致的情况下,可以减少次数,缩短切削时间,提高生产的效率。
        2.4抑制伺服系统的误差
        伺服系统是整个数控车床系统的中枢系统,在车床加工中具有重要的作用,它出现问题后会直接影响到工件加工的精准度。因此,在数控机床的工作过程中一定要重视伺服系统的误差问题。可以从以下两个方面进行优化:从车床开始的设计环节就要引起重视,驱动装置要采用动态性能好的,良好的动态性能可以增强伺服装置的抗压水平和、抗载能力等,尽可能的缩减了伺服系统产生的误差可能性;伺服装置设置好之后,要对CNC控制系统的参数进行进一步的优化。
        2.5确定定位和装夹方案
        在数控加工技术中,定位和装夹是非常重要的环节,因此在加工零件的过程中要先确定定位和装夹的方案。定位要准确,在装夹的过程中要选择装夹夹具,夹具在选择时要根据加工零件的批量来确定,批量小时,要求选择组合夹具,进行批量生产时,要选择专业的夹具。简单的夹具可以降低企业的成本,增加企业的效益。可以根据加工工件的不同来选择虎钳夹紧夹具和压板夹具。虎钳夹具在加工时要求相对较严格,要按照标准来进行装夹;压板式夹具操作简单、成本较低,生产的周期较短。
        2.6提升相关操作人员的实际技术水平
        数控车床中涉及的技术是综合性的,因此,对于具体操作人员技术能力有很高的要求,如果技术能力不能符合实际的操作需求,可能会给数控车床的加工精度产生极大的影响,导致精度下降。基于这种现状,需要提升操作人员的相关技术能力,提升能力主要从以下的两个方面着手,一方面就是招聘一些专业能力比较强且有丰富工作经验的人员进行数控车床的操作,在进行操作的过程中,需要技术人员具有读图纸的能力和机床的编程能力,这就需要相关操作人员具备这两方面的能力,并且有相关的工作经验。此外,管理人员不仅需要具有以上两种能力,还需要具有更加专业的管理能力,并且具有一定的交流以及工作协调方面的能力,这样可以确保加工流程中的各个环节之间实现高效合作,一旦出现什么问题可以及时沟通加以解决。
        结束语
        数控车床技术对于工业生产发挥着极其重要的作用,而数控车床在生产中最重要的参数便是加工精度。为了提升数控车床的加工精度,降低加工误差,就必须对车床加工的工序进行优化,并及时调整刀具的参数,针对实际情况,对加工工艺进行科学的调整。另外还需要在车床加工中引入人工智能技术,通过人工智能技术实现对车床生产的实时监测,降低车床生产的误差,提升车床加工的精准度。
        参考文献
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