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浅谈数控车床技术加工精度工艺优化
Oct 14, 2021  来源: 广东松山职业技术学院  作者:陈瑞华

      摘要:目前,数控车床技术加工是制造业生产加工的最优选择,它可以有效保证企业的经济效益,提升产品生产的效率和合格率。但是数控车床加工环节复杂,受影响的因素较多,在实际加工中很容易产生误差,产品的加工精度不易控制,从而影响产品生产的效率和合格率,最终影响企业的经济收益。基于此,该文对数控车床技术、影响数控车床加工精度要素、优化数控车床加工精度的方法进行了探讨,旨在提升数控车床技术加工精度工艺,为制造业的发展添砖加瓦。

     关键词:数控车床 技术加工 精度工艺 优化思考 

     制造业的重点在于“制”和“造”,而数控技术的发展成熟就意味着制造业的发展壮大,目前,衡量国家制造业水平发展的一个重要指标就是数控技术的升级使用以及数控设备的生产制造。因此,数控车床技术加工精度工艺提升对制造业发展至关重要。
  
     1 、数控车床的综合论述
  
     1.1 数控车床的定义
  
     数控车床是电子设备和车床的集合体,数控指通过对计算机等电子设备输入数字等指令从而对车床设备进行控制。数控车床是目前我国制造业应用最广泛的加工器械,约占我国机床总数的1/4,并且占比呈现逐年上升的趋势。数控机床泛指一切金属切削设备,车床则是进行金属切削加工过程的设备,可以看出,数控车床是数控机床的基础类型,是数控机床中不可分割的一环,它的重要性一直受到世界范围内的关注。在实际施工环境中,车床被广泛应用于精确体积不大的零件的精确加工,例如轴承零部件、钻孔、盘、套等具有回转表面的零件。
  
     1.2 数控车床的加工原理
  
     车床是金属进行加工的机床,数控车床引入了信息化的操作方式,在数控装置内部有可输入和处理指令的电子计算机设备,计算机对操作者输入的数字、字符编程进行识别处理,识别后计算机根据操作人下达的指令通过伺服系统、可编程序控制器给机床主要轴承运作部分指令进行运作,机床主体则在反馈装置的帮助下,依据之前的指令,对需要加工的零件选择对应的加工动作进行操作,负责切割的机械需要足够智能,可以自动控制工件的加工进给速度、运动轨迹、前设计要求,实现对工件的数字加工。在数控车床加工零件的过程中,确认加工工艺的具体步骤和加工程序的编制,是决定零件加工质量最重要的一环。
  
     1.3 数控车床技术在制造业中的意义
  
     数控技术的发展是一个国家制造业发展水平的重要衡量标准之一,它可以保证流水化作业,提升零件精度,有效节约制造成本,在我国制造行业被普遍运用。而随着我国数控技术的不断发展,数控车床的应用越来越广泛,日常到一颗螺母,精细到精密仪器的制造,数控车床技术已经成为我国现代制造行业不可分割的一部分,并且发展前景十分广阔。数控车床技术的发展将对我国居民生产生活带来更多便利,因此,市场对车床数控技术精度的要求也在不断升高,如何有效保证机械制造水平,保证车床技术加工工艺的精度,是当前制造业普遍在意的问题,研究车床技术加工精度工艺优化具有重大的现实意义。
  
     2 、影响数控车床加工精度的重要因素
  
     2.1 数控车床加工常见的精度欠缺现象
  
     数控车床,分为两个部分:一是数控系统,二是车床系统,因此,车床数控系统的精度可以分成数控系统的控制精度和车床自身的机械精度。数控车床系统是当前机械加工企业重要的生产工具,因此,数控车床的精度直接影响到企业产品的质量,质量是企业立足之本,如果企业数控车床系统加工精度不够,会直接影响企业的经济效益和社会声誉,所以,企业在实际施工中,一定秉持对加工精度高标准高要求的工作原则,全面分析影响车床加工精度的影响要素,保证车床的加工精度,要对数控车床系统的机械精度、零件的材料、伺服系统的误差及抑制、机床夹具的制造等多要素进行考察,分析精度不达标的原因,采取一系列切实可行有效的措施降低加工误差,保证数控车床的加工精度,精进加工车床的制作工艺,保证企业的产能和生产质量,完成企业经济效益和社会效益的统一。
  
     2.2 伺服系统误差
  
     伺服系统是数控车床实际操作中常见的重要系统,它是数控车床不可分割的一部分,其对数控车床的重要性不言而喻,因此,操作人员在实际操作中一定保证伺服系统的顺利运行。伺服系统的运行原理是驱动机床的部件将其转变为零件,在这样的条件下对产品进行加工操作。而在伺服系统运行中,电机驱动丝杠是其顺利运行最为重要的一环,可以说,丝杠的传动精度直接决定伺服系统的控制精确程度。而在实际加工过程中,伺服系统在数控车床加工中一般以闭环的形式存在,闭环伺服系统与丝杠间的工作原理是,操作人员输入数字指令,伺服系统将指令传递给丝杠,丝杠对指令进行反向运转,在丝杠反向运转的过程中,丝杠由于机械的特性,会出现短暂的空转现象,如果不能合理把控,就会出现反向的间隙误差,进而影响数控车床的加工精度。
  
     3 、数控车床加工精度的工艺优化措施
  
     3.1 挑选符合加工需求的刀具材料和刀具角度
  
     切削用具的选择是影响数控车床加工精度的重要因素,切削产品的刀具材料刚度不够,或者刀具的角度不符合加工需求,都会直接而影响加工精度。在实际加工中,数控车床往往需要配备一整套的标准系列的刀具,刀具的种类繁多,不同刀具针对加工需求不同,且不同刀具的加工性能各不相同,刀具挑选重点在两个方面:一是刀具的材料,二是刀具的角度。道具的材料需要根据加工需求选择,例如螺旋车刀的材质一般是高速钢,因为高速钢的材料韧性和强度更好,而加工过程没有剧烈震动和强悍冲击力时,但是需要快速切割,这时耐热性、耐磨性和硬度较高的硬质合金就是合适的选择。车床的组装人员在对车床配备的车刀进行挑选时,一定要遵循实用性的原则,选择适合的材料,同时要熟知需要加工的产品,根据零件的加工需求选择几何角度适合的车刀。
  
     3.2 选择适合加工工件的夹装方式
  
     在实际工作中,数控车床在使用时,夹装方式是相同的,无论是夹装工件还是普通的工件,都不是采用固定的单一的夹装方式,组合夹装方法是数控车床加工工件夹装的常见方式。这种工件夹装的原理是结合各种夹装方式,科学决定定位基准,有效防止工件的夹装失误、重复夹装等。此外,在数控车床安装夹装组件时,一定要根据需要加工零件的要求合理选择夹装组合方式,提升工件的夹装效率和夹装效果,保证加工零件的质量和速度,有效提升数控车床的加工精度,提升零件的品质,保证企业经济效益,推动数控制造行业的发展。
  
     3.3 选择符合加工需求的削切用量和削切液
  
     数控车床是负责产品切削过程的器械,因此,对产品切削过程的控制会直接影响数控车床的精度,产品切削过程中,背吃刀量、切割刀切削速度、进给距离等都是切削用量的不可忽视的一环。所以,为了有效提升数控车床的加工精度,应该灵活,根据加工零件的特点选择对应的加工方式。举个例子,如果粗加工的车床,那么重点就是零件的加工效率,可以选择背吃刀量、主轴切削速度和进给速度相对较大的,这样可以有效提升加工速度,保证零件的原始雏形,方便后续精加工。与粗加工相对应的精加工时,准确度和精度就更为重要,这时背吃刀量的选择需要结合加工零件的特点和预留精车余量安排,刀削速度优先选择较高的,减少加工误差。值得一提的是,切削过程是刀具与金属胚打磨加工的过程,在这个过程中,车床会释放出大量的摩擦热量,刀具和工件的接触处由于高强度的摩擦和高温往往会发生变形,不利于加工精度的提升,因此,数控车床在加工中需要采取有效方式降低加工环境的温度并减少摩擦,可以使用具有良好清洗作用和降温效果的乳化液,保证刀具不变形。数控车床的切削用量和切削液的使用时数控车床精度提升重要的一环,操作人员在施工中,需要注意挑选,选择最适合的方式加工,保证加工速度、精度和质量。
  
     3.4 采用误差防止法 
  
     误差防止法是数控车床加工过程中提升加工精度减少误差的常见预防方法,它的原理是在数控车床处于设计生产的状态时,明确车床相关器械的加工精度,提升它的加工精度,找到潜在的误差威胁,及时消除它。误差防止法可以有效把控数控车床整体的加工精度,减少加工误差,但是使用成本偏高,且灵活性较低,不适合提高组装好已经投入使用的数控车床,适合生产前的环节,操作人员可以施工中合理采用误差防止法,方便后续对数控车床精度的整体把控。
  
     3.5 采用误差补偿法
  
     误差补偿法是数控车床加工过程中被广泛应用的修补误差方法,它借助数系统的补偿功能对已有的坐标轴进行误差修正。误差补偿法是提升数控车床加工精度的重要方式之一,其原理是借助增强数控系统的补偿功能来减少数控车床坐标轴误差的现象,从而有效提升数控车床的精度。误差补偿法可以有效弥补因为本身机械精度水平不够无法生产出精度适合产品的机械车床,通过对误差补偿法的应用,机械车床可以生产出精度较高的复杂产品。而误差补偿法可以通过软件和硬件联合实现,软件处理是借助编程法实现插补加工操作,从而满足零件间距要求,达到生产更高精度零件的目的。硬件法主要用于修复半闭环式伺服系统的反向偏差,操作人员通过使用误差补偿法,减少因为电动驱动丝杠对伺服系统造成的反向偏差,减少零件加工中出现的误差。适当使用误差补偿法,可以有效提升加工零件的精确度,改善车床设备的弊端,是提升数控车床加工精度的有效方法。
  
     4、 结语
  
     综上所述,数控车床技术优势显著,目前已经成为我国制造业重要的一环,我国对数控车床技术加工精度的要求也越来越高,企业必须提升数控车床的加工精度,优化制造工艺,选择合适的刀具和角度、改进误差、把控好切削用量等,尽可减少误差,保证企业的经济效益,促进制造业的发展。
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