提高数控车削工艺的精度

TEOHNOll次〕丫}NFO归MATION工业技术提高数控加工精度的几点思考替淑叶方毅(四川信息职业技术学院四川广元628017)摘要:数控加工中的工艺问题会影响机械加工质量的各个方面，必须采取相应措施解决这些问题，以利干高效地使用数控机床。本文分析了数控加工中由于编程所引入的误差及其原因，探讨了减小这些误差的方法;叙述了利用这些措施有效地提高加工精度和更合理地使用数控机床。关键词:数控加工编程误差分析中图分类号:TG51文献标识码:A文章编号:1672一3791(2007)03(a卜0014一01随着机器工业的发展，数控机床在工业中的应用已越来越广泛，它以加工精度高、零件统一等优越性能，受到各类加工行业的欢迎。但与普通机床一样数控机床也存在着加工误差，所不同的是，在数控加工中加工零件的误差不仅在加工过程中由于机床的精度而形成，而月在加工之前由于程序控制原理本身所决定的编程误差就已经存在。这种编程误差是不可避免的，但我们可以通过采取适当的措施，来减小这种编程误差，并提高机床的加工精度，更好地保证零件的加工质量。1数控加工的工艺特点数控加工和传统机床(或称通用机床)加工在加工方法上既有相同之处，也有许多不同。就具体工艺内容而言，主要体现在控制方式的差异上。通用机床加工中由操作者自行决定的内容，诸如工步的安排、纵横向运动的控制(包括快速移动刀具)、走刀路线、位移量及切削参数、润滑冷却等内容，都需要在数控加工程序中用相应的代码严格地表示出来。可见，这种差异是明显的，数控加工中的每个动作都必须体现在数控加工的程序中。另一方面，数控加工和通用机床加工，在加工的基本原则方面则遵循大体相同的原则，如工序集中原则、基淮统一原贝1$口合理安排粗精加工原则等。与机床加工相比较，数控加工具有三个方面的特点。一是工艺内容十分具体。通用机床加工中的由操作者灵活掌握的具体工艺问题和细节，都必须在数控加工程序中事先设计安排。二是工艺设计非常严密。数控加工的工艺设计必须注意加工过程中的每一个细节。数控加工程序设计时图形的数学处理必须准确无误，不能有差错，否则可能引起诸如撞刀的严重事故。三是注重加工的适应性。要根据数控加工的特点合理选择加工方法和加工对象，充分发挥数控机床的优势，获得好的经济效益。有时需要在不改变工件原有性能的前提下，对原零件设计进行必要的尺寸、形状和结构上的修改，以适应数控加工的要求。2数控加工中的编辑误差分析数控机床的编程误差主要是由以下几项误差综合形成的，如:近似运算误差、插补误差、欲求刀具运动轨迹的误差及尺寸圆整误差。2.，近似运算误差当构成零件轮廓曲线的几何要素与数控装置的插补功能不一致时，只能用数控装置具备的插补功能近似地去逼近零件轮廓曲线，这样形成的轮廓不可能准确地达到图纸要求的轮廓形状，而只是逼近它。这个过程即是对零件轮廓曲线进行近似计算，由此而产生的误差称为近似计算误差。2.2插补误差在数控机床加工零件的过释中，为了加工出要求的轮廓形状，必须进行插补运算处理。所谓插补就是根据零件轮廓的形状，结合精度和工艺等方面的要求，在已知的特征点之间插入一些中间点的过程，即是“数据点的密化过程”。中间点的插入是根据一定的算法由数控系统软件或硬件自动完成的，以此来协调控制各坐标轴的运动轨迹。在插补过程中，由干插入的中间点经常处在理论轮廓之外，而导致加工出的实际轮廓与理论轮廓不一致，由此产生的误差称为插补误差。2.3预求刀具运动轨迹的误差合适的加工路线同样是提高加工精度的重要保障，刀具的切向切人和切向切出是始终要坚持的一个原则。另外，在钻孔、镬孔时要正确考虑刀具的引入长度和超出畏度，特别是在数控车床上车削螺纹时，要有合适大小的引入长度和超出长度，这样才能避免在进给机构加速或减速阶段进行切削，保证主轴转速和螺距之间的速比关系。一般，引入行程。取Zmm一smm，螺纹精度要求高时取大值，超越行程一般取。的1/4。在经济型数控铣床上加工平行孔系时，考虑到机床定位误差的累积，设计加工路线时，最好是沿同一方向依次走刀至各孔中心，以提高各孔间定位精度。2.4圆整误差为了提高零件的加工精度，可采用多次走刀方法，来控制零件变形误差。例如，某飞机零件内外形及腹板面余量各为1巧mm一Zmm，如一次走刀切除，则腹板平面度误差为ol3Inm一015mm，若采用两次走刀切除余量，最后一次走刀olZmm一0125mm，则误差稳定在ollmm左右。在程序编制时，应灵活运用子程序功能，通过组、主程序多次调用子程序，就可以实现对同一表面的多次走刀加工，提高加工精度。非圆曲线与列表曲线在编程时要选择正确的拟合方法，争取使拟合误差控制在脉冲当量的1/2以内，这样才能从源头上减少误差，保证加工精度的实现。编制程序时，应正确处理零件图上的尺寸标注，如标注的是非对称尺寸，则要变换为对称尺寸来编程，否则可能会由于工艺系统的误差而导致加工的零件表面尺寸超差。如:零件图上标注为100+0105/0，则必须变换成1(X)1025士01025，以1(X)1025作为编程尺寸来编制程序，这时，如工艺系统稳定又不存在其他系统误差，则可以保证加工零件的实际尺寸分布中心与公差带中心重合，提高零件的合格率。在控编程中，进行处理时，将脉冲值中小于一个脉冲当量的值用四舍五入的方法圆整成整数脉冲值时所产生的误差，称为圆整误差。圆整误差的值不超过脉冲当量的一半，因此，减小圆整误差的方法是，提高数控机床的分辨率，即减小数控机床的脉冲当量值。3提高加工精度的主要措施用减小插补间距来减小近似运算的误差。一般要求不能大于零件加工公差的1%。插补误差是由许多因素决定的，有些因素是硬件方面的，例如:机床的分辨率太小，脉冲的不均匀等。但从软件上也可通过改造插补的形式及运算方法加以控制;尽可能对刀具头部的圆头形状加以控制使之均匀和规则，包括尽量减小刀尖刃磨半径的侧量误差来控制刀具轨迹的偏差。在使用立式铣刀加工内轮廓时，精加工刀具的直径至少应小于过渡圆弧直径。而粗铣刀则应适当加大(至少大于轮廓最小圆角半径)以免刚度不够引起震动误差。用提高机床分辨率的方法减小圆整误差此外还要在编程时注意速度的快慢，例如在接近拐角时放慢速度，选择合理的加工工序等都可提高加工的精度。4结语数控机床因其具有宽广的适应范围、高的加工精度和生产效率，在现代制造业中担当着越来越重要的角色，随着自动编程系统的发展，数控机床编程工作会越来越简化。但零件加工质量的保证，除了数控机床自身的精度以外，与数控加工中的工艺措施更是密切相关的。因此，在应用数控机床进行机械零件加工时，要充分地考虑工艺问题对零件加工质量的影响。可以说，自动编程软件提供给我们一种快速编程的方法，但无论使用哪一种自动编程软件，程序编制中的工艺问题依然离不开编程人员的工艺知识和经验。数控机床编程人员首先应该是一个优秀的工艺人员，这对讨论数控加工中的工艺问题，研究采取什么样的工艺措施能有效地保证数控机床的加工质量，以便充分地利用好数控机床加工精度高的优势具有现实的指导意义。参考文献川陈光明，我国数控机床使用效率低的原因分析【J]，机械工艺师，2002.2【2]严爱珍，机床数控原理与系统[Ml，北京:机械工业出版社，2000

关于数控车床精度加工探析

摘要：在数控机床生产加工中，精度控制对产品质量具有重要影响。加工精度则由机床的精度、编程精度、伺服精度以及插补精度决定。为提高机床精度，在其设计环节通过cad设计和计算机模拟技术可以有效提高机床加工精度。在使用过程中通过加强对机台的保养，保持良好状态，保持数控机床的高精度要求。

关键词：几何精度 精度补偿 误差分析

1、数控机精度分析

目前对数控数控机床的分类主要包括集合精度、位置精度以及加工精度。数控机床材质的刚度和工作时的温度，对机床的精度都会造成不同程度的影响。将数控车床的几何精度继续细分有可以分成主轴几何精度和直线运动精度。

在数控机床加工运作的过程中主动轴与回转轴之间的相对位置应该是保持相对固定的，在实际生产的过程中与设计的情况是不完全相同的，两轴之间的相对空间位置也并非固定不变的，因为构成主轴的轴承零部件在其制造的环节中会出现不同程度的误差，在使用过程中又会受到温度、工作强度、润滑等条件的影响。主动轴的轴承精度、主轴箱在装配是的质量都会造成主轴和其回转部件在运行是发生不平衡，另外主动轴的支承轴颈在制造过程中会存在圆度误差，其前后同轴度也会存在一定程度的误差，再加之主轴在运转的过程中都会受热发生形变，这些因素都对数控机床的主轴几何精度造成影响。 在数控机床除主动轴造成的几何精度之外，导轨因为摩擦力以及机床所用的伺服电机可能会存在惯量匹配问题会对机床的位置精度造成影响。在数控机床中有部分需要不间断工作的部件如油缸油泵、电动机、液压机等，都需要长时间连续工作。在它们运转的过程中因为摩擦会产生一定的热量，其内部零件会受热膨胀发生形变，造成构件的实际尺寸与设计尺寸有出入，零件的结构也会因内部热应的作用变的不对称，发生构件的形变，因此数控机床运转部件受热发生形变会对机床的位置精度带来重要影响。

数控机床的加工精度与上述两种精度不同，它是整台机床在各种因素综合影响下的结果，与机床的几何精度和位置精度是密切相关的，与机床的传动系统误差、检查校正系统误差、零件固定部件无擦、刀具位置的误差等都有关联。而且数控机床的程序编辑是否正确、生产工艺是否合理对机床的加工生产的稳定型造成影响。因此在实际生产中，为提高数控机床的加工精度就需要提高机床的几何精度和位置精度。

浅谈数控车床加工工艺优化

摘要：随着科学技术的发展，数控技术已经逐渐运用到更多的产业当中，数控车床工艺可以有效提升不同产业的机械加工效果。市场竞争的日益增加，使得不同产业之间对数控车床加工精度的需求也逐步增加，因此数控车床工程设计技术人员就必须寻找和剖析制约加工精度的主要原因，并采取相应对策，在机械加工精度方面加以完善，从而提升各行业的生产加工精度。

关键词：数控车床;加工工艺;优化

引言

对比普通机床来说，数控机床有着高度集中、高加工效率、数字化等特征，为了进一步提升数控车床的加工精度，使其满足越来越高的精度加工标准，有必要对数控车床的整体工艺流程加以分析，实现对相关工艺的有效处理与优化，在提升加工精度的同时，推动加工工艺的不断提升。

1优化数控车床加工工艺的重要意义

1.1进一步提升数控车床加工技术水平

随着工业科技的飞速进步，社会各行各业对加工技术与制造业的要求也日益提高。现代工业技术是发展实体经济的主要基础。而数控车床等加工科学技术的提高，是加工与制造业总体技术水平提升的主要标志。同传统车床与夹具比较，数控车床的广泛应用也极大地提高了数字控制工艺的总体技术。但数控车床本身的加工精度仍然受许多各种因素的影响，在一定程度上也影响着数控车床的加工精确度与效果。所以，要提高数控车床的加工技术水平，就有必要逐渐减少影响数控车床加工精确度的各种因素。

1.2拓宽数控车床在制造业领域中的应用范围 数控车床因其加工精确、制造效能高等优势正在快速替代传统机械。数控机械加工技术的蓬勃发展，导致了数控车床在机械加工制造领域的使用范围更加广阔，而影响数控车床机械加工产品质量的各种因素，也抑制了数控车床在机械加工制造领域的广泛应用，但一些精密加工领域仍对数控车床的机械加工精度有着更高的需求，对精密工件的加工技术尚有较大的上升空间。所以，深入研究数控车床生产精度的影响因子和改善策略，对于扩大其在工业方面的使用有着重大价值。

关键词：数控车床；加工精度；影响因素；提高

0引言

目前新型金属零部件在生产工作过程当中，均是使用数控车床进行设备和零部件的加工工作。而数控车床在实际运行期间，也是以数字信息化技术作为基础，常见的金属加工零部件主要有钛合金金属零部件，金刚零部件，铝零部件等等。利用数控车床加工技术进行零部件的生产工作，可以使得复杂的零部件结构更加合理，也更加符合后续机械应用的各项环节[1]。机械零部件的加工方式的革新，也标志着我国进入到了机械自动化和数字化技术发展的时代。但是数控车床加工技术，在进行实际产品生产的过程当中，它的精细化程度受到多种因素的制约，使得其产品生产的精确度无法真正的满足企业的个性需求。常见的精细化程度影响因素，主要有刀具的使用规格，伺服控制系统的完整性等等。要想真正的推动我国机械加工技术的快速发展，那么我们就是要从这些因素出发，设置针对性的控制方案。

1影响数控车床加工精度的主要因素

1.1刀具使用规格与参数

数控车床的刀具使用规格与参数将直接影响到零部件加工的顺利性，从实际产品生产工作当中，我们可以发现部分车床加工的工作人员对于刀具使用的规格以及技术参数的管理不达标，使得机械部件的加工粗糙度比较大，这不利于精细化加工方案的推行。通过对某车间的棒料加工进行分析，可以发现该车间的车刀规格尺寸及其不合理，而且刀具在使用期间也存在较为明显的磨损情况。

1.2电机运行中的误差控制

电机驱动和使用期间产生的误差问题是技术性的因素。电机运行产生的误差主要是毕竟误差和圆整误差。因此工作人员需要对这两方面的内容进行严格的控制，通过制定控制方案的方式，增加整个机械刹车功能和控制电机转速的使用稳定性。

1.3伺服控制系统因素

伺服系统对数控车床车销加工期间的直线工艺以及圆弧度工艺会产生影响，它主要是对机械位移的速度以及加速度产生消极的影响作用，所以现场工作人员需要针对伺服系统的运行过程制定控制方案，保证数控车床加工作业的效率。