摘要：随着科技的不断进步，越来越多的新型技术应用到了生产加工的行业之中，数控车床作为现代自动化程度较高的加工设备，在加工行业中被广泛的应用，但是为了能够满足更高的精度要求，数控车床的精度还要进一步的提升，本文分析数控车床加工精度的影响因素，提出了提高数控车床加工精度的策略。
关键词：数控车床加工；精度；影响因素
当前是一个经济全球化的时代，我国机械制造行业发展要与时俱进，跟上时代前进的脚步。数控车床设备是机械制造业中被广泛应用的一项先进设备，主要被用来生产加工各种高质量的机械产品。众所周知，机械产品的精度越高，那么该产品的工作性能也会更加出色，数控车床精度控制工作会直接影响到加工生产机械产品的实际精度。企业要想保障自身生产加工出来的机械产品满足市场用户的需求，就必须不断提升数控车床的加工精度，从各个加工影响因素考虑分析加工精度，合理采取有效的精度控制措施。
1数控车床的工作原理
数控车床是一款加工处理全自动化的现代机械，主要由主机、驱动、数控编程、辅助加工四大装置构成。主机装置在数控机床中占据主体地位，其主要功能是加工、切割工件。加工部位主要为床身、进给机构、立轴以及主轴等，可加工斜线圆柱、直线圆柱、圆弧以及槽、旋螺纹、蜗杆之类的较精细工件，加工工艺性能范围较广。驱动装置主要由主轴电机、驱动单元、进给电机、进给单元组成，用于执行数控车床主机发布的指令，是数控车床执行机构的驱动部件，在数控系统的作用下，可以通过电液伺服装置完成主轴驱动和进给驱动。数控编程设备是将其与普通机床区分开来的核心部位，主要由硬件装置和软件内核构成，通过编程输入和存储功能实现对数据的加工处理，完成指定程序。辅助加工装置在车床加工时会进行相应的辅助，兼顾照明、制冷、润滑的作用，由喷射、排屑、监测几大装置组成。
数控车床具有效率高、精度高、质量稳定、自动化程度高的特点，与普通车床比，无需工作人员控制机件，按照相应次序运用数控专业语言，编制加工程序，输入数控编程设备，完善对加工程序的处理后对主机发布指令，通过主机设备驱使车床推动刀具前进，以此完成对工件的加工。数控车床促使复杂工件的生产批量化，节省了生产成本，推动了加工制造业的发展。
2数控车床加工精度的影响因素
2.1伺服系统进给误差
根据数控车床的基本工作原理可知，伺服系统是通过有效驱动数控车床部件实现对各种机械零件的加工处理作业。整个工作流程为：滚珠丝杠负责对数控车床的定位工作，而伺服电机则是驱动控制滚珠丝杠，一旦滚珠丝杠传动过程出现严重误差，就会影响到数控车床的定位精度，导致零件加工质量下降。通常情况下，数控车床都是采用半闭环控制伺服进给系统控制，其工作原理如下图 1 所示。当加工厂操作数控车床进行机械零件加工时，其中滚珠丝杠由伺服电机控制进行反方向运转，在该过程中极有可能会发生空隙空运转问题，从而导致反向间隙误差的产生。此外，基于外力作用下，数控车床的传动和运行机构会一定程度产生弹性变形，同时由于加工部位与数控车床其他部位的受力不一致，引发弹性间隙影响到车床加工精度。
2.2车刀参数误差
数控车床主要依靠车刀对零件进行加工，按对应的参数完成加工处理。在应用过程中，如对棒料零件进行切割时，若车道轴线尺寸变大，那么刀具的半径弧度也会随之变大，若车道轴线尺寸变小，则刀具的半径弧度将随之减小。由此可知，车道轴线与刀具的半径弧度呈正相关的变化关系，而与车道的主偏角则是反方向变化。这些细微误差如未及时调正，最终将会影响零件的加工精度。因此，在数控车床的程序编制及加工过程中，需要技术人员合理规划设置。
2.3切割量的选择
切割深度、进给量和切割速度都会对切割量的选择产生影响，直接影响到加工零件的表层粗糙度和加工精度。为提高生产效率，在车床的粗车加工过程中我们通常选用相对较大的背吃刀量。切割力度的大小取决于背吃刀量的大小，因此，较大的切割力度就会磨损零件及刀具，从而影响车床的加工精度。
3数控车床加工精度的提升措施
3.1做好数控车床的总体设计
目前，我国大部分机床制造企业生产上对主机结构一般进行自行设计，而对一些重要的功能部件选用外购的办法，这样可以在保证车床整体质量的前提下有效降低制造成本。因此，在对数控车床进行整体设计时一定要遵循等刚度的原则，要将机床的变形均匀分配到应力传递的每个部件上，从而避免因刚度不均导致车床局部结构变形过大，产生刚度薄弱的部件。同时，要对主轴系统的热态特性进行优化设计，以提高数控车床加工精度的有效措施。一般情况下，主轴系统的设计需要结合“热对称面”理论，将最容易影响加工精度的零件放置在热对称面上，通过这样的处理方式，就可以有效消除主轴中心存在的因箱体发热所致的零点漂移现象，改善因热变形所引起的加工精度误差现象。
3.2误差补偿法
误差补偿法是一种常用的有效补偿方法，可控制车床零件加工误差在合理范围内。依据数控系统的补偿作用，使系统软件和硬件结合起来，准确定位其工具，减小当中间隙，对数控车床进行合理的加工插补，以此提高零件的加工精度。通过对实际操作过程的分析，解决在半闭环伺服系统遇到的反转误差问题的最优方案，是利用反转误差补偿的方法来提高机械工件的精度、除去潜在的偏差，以获得高质量和高精度的零件。半闭环控制系统工作原理如图1所示。当然，也可内设多个地址储存数据，达到轴反向间隙补偿和储存的效果。
3.3误差防止法
误差防止是对于误差的提前防范，通过对数控机床的控制程序及机械部件的合理设计，强化车床装置的刚度，从根源上防止误差；也可以设计改善数控机床加工的环境，防止处理加工的环境出现污染、温度失控的现象，从而提高其加工精度。
3.4提高床身导轨的几何精度
目前，数控技术发展迅速，人们也越来越重视数控车床的导轨结构、床身设计，要求其具有更高的刚强度和抗振性。选择斜车床身的形式，设计成闭封状的筒形结构，可减轻工部件的重量，减少铸造步骤，节省不必要的成本浪费。筒形结构在物理力学性质上使斜车床身在进行切割加工时，保证其高精密度。
结语
总而言之，影响数控车床加工精度的原因有很多，能够提升数控车床加工精度的方法也有很多，不同的方法有不同的优势和特点，需要根据不同的需求进行合理的改进。在以后的发展中，人们对于加工产品的质量要求会越来越高，所以，对于提升加工精度的方式还需要我们不断的去研究，让数控车床的加工精度进一步的提升。
参考文献
[1]陈方磊.提高数控车床加工精度的几点思考[J].科技资讯，2015，13（12）：61.
[2]金涛.试论提高数控车床加工精度的技巧[J].科教导刊：电子版，2015（26）：134.
论文作者:凡荣荣,何龙日,刘美剑
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/17
标签：加工论文; 精度论文; 数控车床论文; 误差论文; 车床论文; 零件论文; 装置论文; 《电力设备》2019年第7期论文;