数控车床加工精度的影响因素及提高方法分析

在国内，数控车床的使用率极高，对加工精度的要求也很高。数控车床是中国机械制造业中具有代表性的应用产品。然而，在数控车床工件加工过程中，受多种因素影响，生产效率和加工质量存在各种问题。本文以数控机床为基础，首先分析了影响加工精度的潜在原因，然后探讨了提高数控车床精度的有效技术措施。希望这些措施的应用能够为相关工件加工质量的提高做出有价值的贡献，同时能够更好地促进我国机械加工行业的长远发展。

0简介

目前，在当代机械工业的生产中，数控车床技术因其卓越的性能得到了广大用户的认可。同时，用户的需求与日俱增，工件的加工精度也越来越高。特别是近年来，科学技术的兴起导致了高精度仪器制造技术的大量工业化生产，同时也造成了大量的数控车床加工误差。这些问题的出现对数控车床技术的应用提出了更大的挑战。

机械生产中不可避免的问题是误差，有效地解决(或减少)误差是数控加工的关键技术工作之一。因为数控加工过程中很多因素都会引起误差，直接影响加工零件的精度和质量。因此，必须根据加工的实际要求，有效地分析影响因素，并采取一定的措施来控制误差，从而提高数控车床的加工精度。

1、数控车床概念简介

1.1数控车床的常见分类和结构

市场经济的兴起带动了数控车床加工技术的广泛应用，根据控制原理的不同可分为三类，即:①普通数控车床加工；(2)点控数控车床加工；③其他数控车床加工。

在具体的加工应用中，数控加工技术一般用于复杂、高质量的成型设计，可以满足用户对高标准工件的加工要求。普通数控车床由以下几部分组成，即:

①车床控制系统，也称组态加工机，主要用于控制车床；

②车床伺服驱动系统，主要完成驱动工作，数控机床通过工人控制完成工件生产的驱动操作；

③辅助加工系统，为数控支架加工提供数学计算、绘图等辅助功能；

④车床数控编程系统，用于控制车床的软件应用系统或代码。该系统的应用有利于工件的自动化加工。

1.2性能指标和特征

数控车床的固有特点使其更适合加工复杂工件和一些特殊的零部件，其独特的性能指标可以使工件实现自动(半自动)加工，从而有效提高工件的加工效率。同时，由于自动化技术的应用，数控车床的内部架构更加复杂。一旦出现问题，维修保养难度系数偏高，需要专业人员进行相关操作。

数控车床的控制是通过数控编程来完成的，编程系统可以设定车床加工的具体步骤，这是数控车床的关键特点之一。

数控编程技术利用伺服系统(多为机器语言)语言装置驱动工件，工人根据车床系统的提示信息进行操作和加工，使工人从繁重的体力劳动中解放出来，大大提高了加工的效率和质量，简化了工作人员的工作内容和强度。

而数控车床在提高工件加工精度的同时，对投资成本的要求也提高了不少。工件的精度系数和质量要求越高，其加工所使用的数控车床应用系统就越复杂，对技术人员和操作人员的专业要求就越强。简单来说，工件的质量与数控加工的成本成正比。

2.影响数控车床精度的因素

随着人们生活需求的提高，机械行业对工件或工艺品的需求变得更高。各行各业的发展都离不开零部件的使用和更新。在实际应用中，数控车床利用数字和字符控制零件的精密加工，在人工制造误差和失误的负面影响下，可以有效降低误差系数，增加产品的加工精度。数控车床的具体操作步骤。

但对于单个小批量工件的半自动加工，由于其形状复杂、精度系数高，加工效果并不理想，在精度和工艺上还有很大的提升空间。影响数控车床加工精度的主要因素如下:

2.1伺服因素的影响

伺服系统主要负责数控车床在加工操作中的稳定运行。在该系统的运行下，数控车床提供机械动力，发挥协调控制功能。在操作过程中，如果操作者驱动系统时出现速度误差，就会引起传动误差等一系列问题，造成加工精度的误差，影响最终的工件质量。

2.2导轨误差的影响

数控车床的很多工作都是在导轨上进行的，所以在将刀具放入导轨的过程中，需要准确确认各个部件的理想位置。如果在车床加工中发现导轨磨损，或者操作者对导轨控制不当，都会造成导轨误差，对工件质量产生不良影响。

2.3刀具参数的影响

数控车床没有车刀是不能加工任何零件的，但是用车刀切削会出现很多随机问题。比如:

①车刀主偏角，当主偏角位置偏置或主偏角过小时，会直接影响被加工工件的精度系数。(2)刀尖的外切，车削工件时，刀具要求较高；圆弧车刀一旦出现微小偏差，将直接影响工件的加工精度系数。合理编写车削程序，仔细分析刀具轴线的偏差，修正刀具位置。数控车床的刀尖有圆弧半径和主偏角与工件的高度差，也会影响数控车床的加工精度。基于此，在加工工件的过程中，需要综合参考刀具的相关参数，在编程时将误差考虑在内，从参数因素上减少潜在误差的发生。

2.4近似误差和舍入误差的影响

所谓逼近误差，是指机械控制编程时零件的基本误差，通过精确值的控制，用数学逼近算法逼近。一旦精确值过低，就会影响工件的精度。所谓舍入误差，是指在经济型步进电机数控车床中，步进脉冲对被加工零件直线位移的有效控制，其中脉冲当量是产品规格的最小单位，直接影响数控车床工件的加工精度。

数控车床的工件在工作状态下，当操作到倒圆脉冲的等效值时，不可避免地会产生倒圆误差。该误差直接影响加工零件的尺寸和规格。

3.应对策略探讨。

影响数控车床加工精度的因素有很多，但是在数控车床的加工过程中，我们不能受这些因素的影响而逆来顺受。必须找出相应的应对策略，对可能出现的因素进行处理，才能更有效地降低误差值，提高工件生产的精度。

3.1伺服偏差的控制

对于数控车床来说，伺服系统的作用是最重要的。要想降低车床加工工件的误差，减少车床本身的负面影响，就需要高度重视伺服系统的实际应用。将伺服系统与高性能、低功耗的驱动装置相匹配，可以有效地优化车床系统参数。同时，在车削过程中，根据直线工件的物理特性抑制速度误差，可以减少速度滞后带来的一系列问题；为圆弧加工设置开环增益函数，以提高圆弧工件的轮廓加工精度。

3.2数控车床性能控制

机械的快速发展给数控车床带来了巨大的影响。近年来，数控车床的加工质量和效率有了显著提高。与此同时，数控车床的性能也引起了越来越多专业人士的关注。如何有效提高数控车床的性能，已经成为专家们日常讨论的问题之一。一般来说，为了提高车床的自身性能，可以采用斜床造型来有效提高其抗弯抗扭能力。

采用标准化系数高的车刀进行切削，并为车床配备自动换刀功能，可以有效优化车削效果，提高零件的车削精度。以数控车床轴类零件的具体加工为例，零件粗加工前，预留1mm刀具补偿控制。然后车床转两次，第一次径向进给设定为0.5mm，进行第一次精加工。第一次精加工完成后，有0.5mm的刀补，然后可以进行第二次深加工，有效提高产品精度。

实践表明，从粗加工到一次精加工和两次精加工的三次加工可以有效地控制轴类工件的精度误差。

3.3误差补偿控制

在数控加工中，考虑逼近误差对产品误差率的影响，通过升级控制系统，利用数学计算公式和原理来勾画工件轮廓，提高精度系数，降低逼近误差，从而保证在工件不规则加工时，工件的质量和精度系数都能得到提高。对于舍入误差的控制，可以通过硬件处理在前期进行预防，或者通过软件处理对误差的精度值进行补偿，尽量消除实际操作中不确定因素的影响。

对于需要重复定位的工件或工序，需要在数控加工前进行有效的测量误差计算，尽可能地减小测量误差，从而为深精加工提供更精确的计算，便于后期控制工件的误差精度范围，有效提高零件的生产效率和精度。

3.4车床的维修和保养

数控车床对加工精度的要求很高，需要在工作过程中对车床进行实时监控。一旦出现故障提示，必须立即处理，调整优化加工相关工作数据的安全系数，并根据反馈的错误信息在控制端进行定点控制和管理。在修复导轨精度时，采用环保导轨涂层，提高车床导轨的耐久性，减少导轨物理因素造成的误差。

同时，在系统维护的过程中，可以提高车床的测量和定位精度，减少切削精度对工件质量的一系列影响。

4.结束语

在数控车床加工工件的过程中，影响加工精度的原因有很多种，由于它们的影响程度不同，产生的误差影响也不同。因此，操作人员必须分析具体原因，在数控车床的基础上采用伺服偏差控制、性能控制和误差补偿控制，提高工件的加工质量，同时定期对车床进行维修和保养，消除潜在问题和危机的影响，提高数控车床的整体性能和精度比，从而有效保证机械工件的加工精度和质量，进一步提高我国数控车床的技术发展水平。