郑坤华

【摘 要】人们的生活已经离不开数控车床加工技术，大到航天飞机的制造，小到一个自行车的零件，都离不开数控车床，它几乎涵盖了所有的工业领域，在我国工业的发展中发挥着重要的作用。数控车床加工精度高、时间短、效率高，是普通机床的四五倍，但是有许多因素会对数控车床产生影响，制造出一些有瑕疵的产品，对于一些对零件精度要求不高的物件来说，有细微瑕疵还可以接受，但是对于一些高科技的产品，例如航天飞机等，它们对于零件精度的要求是很高的，有可能因为一个零件的细微瑕疵而酿成大祸。例如，美国的挑战者号飞船爆炸就是因为一个很小的零件——“O”形环的问题而引发的重大事故，所以这种高科技产品容不得有半点差错。文章主要论述影响数控车床加工精度的因素，提出提高精度的方法。

【关键词】数控车床;加工精度;提高方法

【中图分类号】TG659 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）10-0128-02

数控车床是一种先进的机械加工设备，它可以进行一些比较细微的零件生产。数控车床又称为计算机数字控制车床，它最大的优势是全自动化，按照事先做好的程序进行加工，这极大地减轻了工人的负担，将工人从劳累的工作中解救出来，在降低了人员投入的同时，还提高了工作效率。对比传统车床，數控车床的优势是比较明显的，简而言之，传统车床依旧需要工人进行手工操作，而且传统机床只适合一些小规模加工或者进行一些零件的二次修改，零件的精度只能靠工人用卡尺测量或用眼睛观察，一些规模大的或者精度要求高的零件是传统车床无法完成的，这也是为什么大量使用数控车床的主要原因。日常生活需求的发展带动了人们对零件精细程度要求的提高，导致各工厂对数控车床加工精度的要求越来越高，因此研究影响数控车床加工精度的原因非常有必要。

1 数控车床的组成及工作原理

数控车床是一种由设计师设定好程序，工作时只需要按照程序走的自动化机床，数控车床可以进行多种机械作业，包括机械制造、电气化、液压技术等机械作业。数控车床主要是由加工程序载体、数控装置、伺候服务系统和测量反馈系统、机床主体、辅助装置组成。简单来讲，其工作原理是数控装置内的计算机系统对需要操作的零件传入进来的信息以数字程序的方式处理，然后通过伺候服务系统将信息传送给车床的执行系统，通知执行系统按照已经安排好的程序进行工作，与此同时，反馈系统开始进行监测运作流程，系统开始接受到指令后进行产品的加工，如零件的车削、夹紧与松开、冷却等。

2 影响数控车床加工精度的因素

2.1 车刀参数变动的影响

数控车床的整个操作流程都在程序的控制之下进行，这个操作流程的最后一步是车刀对零件的切削加工，而车刀存在工作角度，车刀在切削时，因为车刀存在主偏角，所以零件加工的轴向尺寸在工作时会发生变化，而且与刀尖圆弧半径成正比，主偏角的变大会带动轴向尺寸的变大继而导致刀尖的圆弧半径的变大，这些误差轻则导致零件的精度降低，重则会使零件报废。因此，对于车刀的使用，工厂是非常讲究的，从一开始购进车刀的时候，就要严格对车刀进行检查，尤其要重视主偏角的角度问题，因为某些角度的偏差是不容易发现的，当进行零件加工的时候，要严密监控加工过程，一旦发现异常现象，在考虑到误差因素的条件下，对其进行适当调整，争取把误差降到最小。

2.2 伺候服务系统驱动的影响

数控系统是整个系统最重要的部分，它是总控制中心，伺候服务系统负责传达命令，数控系统处理完接收到的信息后，会将信息文字处理化，再传达给伺候服务系统。众所周知，滚珠丝杠算是一个比较容易出现误差的元件，设备原件的质量带来的误差，如滚珠丝杠在本身的质量方面就存在问题，在使用中会影响数控车床的加工精度，而滚珠丝杠最大的问题便是在使用中有振动的现象，原因是丝杠的螺纹轴线与导轨面不平行，当系统开始运作后，丝杠因为倾斜的原因很容易会变形，丝杠会对螺母两端产生倾覆力矩，滚珠在螺母两端容易受到挤压，运行阻力加大，从而产生振动，在这一整个过程中，伺候服务系统是负责控制滚珠丝杠的位置的，丝杠产生振动也是由于伺候服务系统不合理控制而造成的，会耽误工作进度，影响零件的精度。

2.3 车床热变形误差的影响

车床在使用过程中，各种各样的热源对车床的作用会导致车床发热，从而使元件受热膨胀，严重变形，元件的变形会使得程序的正常进行受到阻碍，严重影响了车床的加工精度。当车床受到因车刀切削而造成的摩擦热、切削热或者外部环境温度的变化等影响时，车床的各元件温度不均匀，从而造成机器运作过程不合理，因温度而造成的元件体积变化尺寸可占40%～70%，这对于一个要求精度非常精细的设备来说是非常致命的，当各元件的体积不符合设备要求时，一连串的问题也就随之而来，例如车刀的切削角度会发生偏移、丝杠的轴心线会发生倾斜，零件的误差随之加大。

3 数控车床加工精度的提高方法

3.1 误差补偿法

我国的数控车床安装有补偿功能的设备，误差补偿法则是利用该设备对已经设定好的坐标方案和程序进行补偿，将已经偏移的运作程序拉回正轨。这种方法最大的优势是成本低，用一种低成本的方法实现利润的最大化。有些数控车床采用的是半闭环伺候服务系统，这种系统容易使车床的定位精度受到反向偏差的影响，从而影响零件的精密程度。当出现这种现象时，可以采用误差补偿法来进行补偿，减少误差。

3.2 编程法

在设备低速单向定位到达插补起始点的情况下，编程法可以进行插补加工，插补加工就是当设备在运转过程中发生正向偏差时，进行反向间隙插补还原偏差，将机器的运转系统补回正轨。一般车床可以多设立几个地址储存系统，用来储存各轴的反向间隙值。当车床的指令发生不正常变动时，各轴的反向间隙值会储存进存储系统中，数控车床的数控系统去读取各存储系统中的反向间隙值，继而系统运用编程法进行正向的修正，从而去消除反向偏差，降低对加工精度的影响。

3.3 误差防止法

误差防止法就是提前将各种误差进行消除处理，即在各元件的生产制造过程中和组装过程中消除可能会出现的误差，这就要追溯到数控车床的生产厂家了，管理人员必须负起责任，对每一个零部件都要严把质量关，本着高质量、高精度的生产原则，在组装的过程中要严格按照事先设定好的步骤，一件一件地以垛叠的形式进行组装，只有这样，才能有效确保产品高质量化。再就是考虑到生产车间的温度问题，车间管理人员要控制好车间的温度，优化整个加工生产环境，尽量使温度保持在一个线上，避免過高或过低，因为设备会热胀冷缩，温度过低也会对设备造成不良影响。对温度的变化要有有效的改善措施，有些温度的升高是无法避免的，例如摩擦热等，当这些现象出现时，工作人员必须在第一时间对其进行改善，将影响因素降到最小，提升产品加工质量和效率。但是误差防止法有很明显的缺点，一是利润太大，工厂要在前期做很多的预防工作，加大了机械工厂的成本投入;二是上限太低，也就是当精度达到一定的程度后，再想有所提高是非常困难的。所以，单纯使用误差防止法并不是上上之策，工程管理人员可以将此方法与其他方法结合在一起。

3.4 提高导轨的几何精度

数控车床的切削速度非常快，切削速度越快对导轨的稳定性和精度要求就越高，这就非常考验导轨的几何精度，倘若其不达标，是无法支撑数控车床的车刀进行快速切削的。首先，可以将导轨整体磨滑，极大地减小车刀切削的阻力。其次，保证导轨的硬度，用钢钉将导轨牢牢地固定在导轨基座上，然后在导轨和导轨基座之间用填充物填实，以此确保导轨的稳定性。

4 结语

总之，数控车床在当今的工业制造中占有重要的地位，它对工业制造的影响是巨大的，而在加工的过程，总会有各种各样的因素在影响产品的精度，机械加工厂想要保障自己产品的高质量和高精度，就必须不断改进自己的技术，紧跟科技的步伐，适应社会的发展，及时认识到自己的不足并进行改正，对于已经出现的差错，要及时进行补救，同时，进行设备的日常检修，尽量减少在加工产品的各个环节内出现差错，最大限度地降低不良因素的影响。

参 考 文 献

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