浅谈数控车床加工工艺优化

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。

2影响数控车床加工误差精度的因素就目前我国数控车床的研发与使用现状分析，数控车床的数控过程在多数情形下，都需要通过半闭环控制的伺服系统进给控制器完成各工艺步骤的控制。

在数控车床保持正常工作状态时，由于伺服系统中的丝杠反向运动，会使得空隙发生空运旋转，从而使得车轴和车轴座中间的缝隙发生正反向空间偏差。

这种偏差的发生再加上外界动力的影响，数控机床的传动与运动部分都会发生一定的弹性变化，发生的偏差即为正运转误差和反向间隙之和，而部件本身在运行过程中发生的不平衡受力也会使得弹性间隙位置发生改变，进而影响数控装置的加工准确度。

2.1伺服因素从数控车床整个运行原理来看，伺服系统是管理整个大数据车床运行的最基本系统。

在运用现代化数控车床装备进行机械工件生产操作的过程中，在一般情况下，如果生产人员为了达到对机械工件空间移动情况的准确掌握，需要利用伺服电机装置对数控车床生产操作中的滚动体丝杠的部分产生传动影响，假若滚动体丝杠部分出现传动偏差，会直接对机械工件的生产操作精度产生很大的不良作用，而这个问题的产生，也是客观上导致数控车床装置产生定位精度偏差问题的重要根源。

2.2刀具参数因素数控车床的加工过程是在旋转状态下对工件进行切割、铣磨的工作。

在车刀切割的过程中，车刀具有主赤纬的刃圆弧零点五半径范围，当切割棒料零件后，车刀的主轴会出现微小的偏移，若不对偏移进行考虑，在主赤纬不断降低后偏移将继续扩大。

因此，在数控系统的过程编程中工件的加工参数对生产精度也存在着一定的影响，因此，必须在加工过程编写的程序中，根据工件的加工特性，对其误差及所造成的误差加以分析，并对刀具所产生的位移长度加以适当调整。

另外，当在数控车床工作中，车刀的刃尖圆弧半径、主赤纬、刃和零件中心的位置误差等均可以降低数控车床的制造精度，必须在编程中加以考察与研究。

2.3 编程数据因素数控车床所对应的数控编程中，如果数据不够精确，会导致整体工艺过程产生很大的偏差，从而对车削加工轨道机械加工精确度产生直观的负面影响。

特别是在未知程序节点的计算机程序尺寸与公差的换算过程中，如果未能根据每个零部件的形状和装配关系，对余量加以全面考虑，就会导致偏差的形成，从而导致零部件的报废。

部分数控车床的控制系统能够根据已知的轮廓形状几何要求，完成节点位置的手动运算。

但有的数控机床却需要经过手动预算才可以实现。

在这种处理过程中，也必然会有偏差的形成。

数控车床工件各处的长度公差如果不相等，就必须采用人工计算的方法，来完成编程长度的设定。

3数控车床的误差补偿3.1常规技术数控车床的误差补偿常采用人工对程序进行合理化修订的方式实现，由于现阶段的自动编程仍可能存在一定程度的不合理，因此，人工修正是降低制造误差、减少生产缺陷的有效手段。

人工修正程序进行误差补偿的优点是可有效利用工人的经验，使加工过程更为合理，并对行程路线、切削进给路线等进行优化，有利于实现最短路径下的高效车削加工。

但人工进行程序修正和误差补偿也存在一定的弊端，一是人的思维局限性可能导致误差修正、误差补偿的不全面及不合理;二是人工修正对于复杂结构的零件不适用，冗长的加工程序可能耗费大量的人力和时间进行误差补偿修正，且仍可能达不到预期效果。

3.2软件修正针对传统人工开展的误差调整存在的诸多不便和问题，数控技术的误差补偿逐渐向软件修正方向转变，软件系统对数控车床常存在的误差位置进行统计，将数控车床的典型误差归类为约30项，其中包括了直线度误差、定位误差、平移误差、扭摆角误差、垂直度误差等，可通过软件系统开展专项的参数修正。

现阶段应用较多的数控车床误差补偿技术具有统一性特点，该技术的组成主要包括数控机床误差检测与数控机床空间误差补偿两大体系。

3.3数控车床空间误差补偿利用软件技术结合误差检测结果进行空间误差补偿已经经历了多年的研究和应用，技术理论的早期研发者为法兰克公司(FANUC)和西门子公司(SIEMENS)，主要是利用误差检测的数据开展资料分析，并利用分析结果控制机床进行刀具位置的调整，再利用误差检测技术进行刀具位置调整后的验证。

在传统的数控车削加工过程中，主要采用直接修改程序代码的方式进行修正，这种方法简单便捷，但是对生产过程中出现的新的误差问题适应能力不足，基于这一问题，现阶段的数控车床误差补偿多采用以下两种适应性更好的新技术。

1)原点平移误差补偿是一种实时补偿误差的新技术，其特征是在完成误差补偿的同时不改变源程序代码，只通过分析误差因素对系统的原点位置进行调整，使原点向误差的反方向平移，达到修正的目的，具有简单、对控制过程干扰小、效果显著的特点。

2)反馈截断式误差补偿是利用编码器的反馈信号增加或减少反馈脉冲实现误差补偿，利用机床综合误差相等的脉冲信号与编码器反馈信号进行相加或相减，实现快速修改反馈信号，从而实时调节机床运动轴的位置，该技术应用过程相对复杂。

4提高数控车床加工精度的应对策略4.1伺服系统驱动因素误差控制在数控车床的设计过程中，如果想要把加工精度限制在合理的范围之内，就需要对伺服驱动系统加以严格的管理。

因此，对伺服驱动系统的加工误差管理就必须从改善驱动设备的动作特性开始，逐步改变整个装置的驱动设备，甚至改变特性更良好的驱动设备，以保证数控车床在驱动过程中可以进行更加良好的管理。

另外，伺服驱动系统的偏差控制系统还必须改善设备的压力水平和承载能力，从而使得伺服驱动系统可以更合理地承载机械零部件，从而提高加工零部件的控制精度。

当伺服设备装配到数控车床上之后，还必须按照实际的工艺条件进行优化控制系统参数，从而提高对数控车床的偏差控制能力。

4.2刀具工艺处理与优化4.1.1刀具工艺优化（1）切削用量的优化设计。

背吃刀量、进给量、切削速度是影响切削精度的三要素，其直接决定着刀具的生产效率、加工质量、耐用度，需结合刀具的正产要求来完成切削用量优化。

（2）工艺过程优化。

一般来讲，企业刀具优化目标为获取最大利润、提升生产效率、降低成本，在优化时分为精加工、粗加工两种优化方式，前者是在保证刀具表面质量、加工精度的条件下，提升刀具生产效率、耐用度，后者则多是只提升刀具的耐用度与生产效率，可结合实际情况来完成工艺过程优化。

（3）刀具切削性能的优化。

刀具本身的切削性能由其结构、材料、几何参数决定，会对加工成本、效率、质量、耐用度等产生直接影响，可结合数控机床的整体化参数来完成优化。

4.1.2刀具管理过程优化刀具管理涉及多个岗位，包括车间管理者、采购员、库房人员、编程工程师、工艺人员、操作人员等，很多企业在这些岗位间缺乏基本的数据共享，突出表现在操作人员需独自进行NC程序编写、刀具选择、借用、组装等，而库房人员则是单单负责刀具出借、回收管理，很可能会因沟通问题而出现误差，进而影响车床加工工艺。

针对该项问题，可以构建针对刀具管理的信息化平台，以刀具管理相关活动为主线，引入精益生产理念，实现刀具信息在各个岗位上的流转，将串行准备更新为并行准备，避免出现较长时间的等待、延误，可在信息共享、交通中提升刀具管理协作能力，避免出现库存积压，实现刀具的整体化管理。

4.3合理控制伺服系统伺服控制系统作为车床加工作业的核心组成部分，对加工误差精度和效率起着决定性作用，因此必须对伺服系统加以改进，满足零部件的生产要求。

实际的生产过程中，应强化对伺服控制系统的管理和优化，完善工艺精度规范，推动机械零件工艺现代化、精确化。

为进一步改善伺服系统工作性能，可采用高性能配件，对系统进行更新，比如，可以对其中的驱动部分进行更新，并优化系统参数，以提高工作性能。

另外，根据数控机床的车削用量生产过程，可以对其加工过程加以管理，具体应用方法包括：①控制速度误差，主要对单主轴直线加工情况进行调查，如果工作时间超过了规定时间，就中止生产操作，并同时检测其所产生的误差值；②分析进给轴的开环增益，在具体加工过程中，如果对各种零件机械加工后，开环增益结果都不一样，则需进行多次试验，如将进给轴倾角调整为45°；③当伺服系统完成精密工件圆弧的生产任务后，就必须对进给轴开环增益加以控制，保证各部分开环增益一致，以提高车床精密化加工能力。

但在使用这个办法进行机械加工时，要注意检验所使用刀的刃尖圆弧零点五半径的数值是否和加工程序中的数值一致，另外在对刀时也要注意将指数考虑进去。

结语综上，文章就数控车床加工精度的工艺处理及优化进行了论述与分析，强调了其重要性与必要性，建议从数控车床加工的实际情况出发展开调查研究，以大数据技术、试验等方式来明确影响加工精度的诸项因素，从而为工艺处理与优化提供方向，强调了其重要性与必要性，建议从数控车床加工的实际情况出发展开调查研究，以大数据技术、试验等方式来明确影响加工精度的诸项因素，从而为工艺处理与优化提供方向，并在处理与优化过程中关注其具体实效，结合具体反馈来对相关优化程序加以调整、完善，以此发挥出数控车床的最大功效与价值，为生产企业创造更大的效益。