数控机床加工工艺与精度分析

摘要：随着我国数控机床加工技术的不断发展，对加工工艺和精度进行分析可大大影响数控机床的工作效率。本文将会对数控机床加工工艺和精度进行详细的分析，希望能够帮助我国的数控机床加工行业不断进步。

关键词：数控机床； 加工工艺； 加工精度

1.数控机床加工工艺简介

数控机床是指装有自动化控制系统的机床，通过改变控制系统中的控制编码或其他的符号指令，令数控机床进行不同类型的加工。一般来说，数控机床的加工工艺以加工自动化、高速以及加工精度高为主要特色。在未来，高速、加工精度高、绿色生产以及加工智能化、自动化将会成为数控机床加工技术的的主要发展方向。而数控机床的加工工艺将会以改善机床的加工性能和提高数控机床的工作效率和精度为主要完善目标。

2.数控机床加工工艺的设计原则及其相关步骤

2.1.数控机床加工工艺的设计原则

为了能够不断完善数控机床加工工艺，提高加工精度，减少在加工过程中出现的误差，在设计机床加工技术的时候必须要遵循以下几项原则：

2.1.1.加工步骤必须进行细化，能够根据零件的加工要求进行准确的编程计算；

2.1.2.设计合理化，最终目标是确保在加工过程中出现最小的误差；

2.1.3.加工工作高效化，如加工过程较为复杂可以采用数控仿真技术提供加工支持。

2.2.设计数控机床加工工艺的主要步骤

由于数控机床具有高度的智能化、自动化生产特点，加工工作的进行需要依靠控制系统编程程序进行实施，所以在加工时，要求加工精度较高，同时能够把握好控制系统的编程工作，才能够在提高工作效率的同时确保零件的加工质量。以下是设计数控机床加工工艺的主要步骤：

2.2.1.分析加工工艺路线。

在设计数控机床的加工工艺路线前，要对零件的加工环节进行分析和研究，充分考虑到具体的加工环节，根据零件的实际加工情况做出明确的设计和计算，这对于数控镗铣床的加工工作尤其重要。对于不同的数控车、加工中心或工作台上都有着不同的要求，因此转轴的内、外圆的直接、垂直度等都有着不同的要求，若要在一次装夹中完成，那么既要经过详细的计算才可完成。

2.2.2.编程原点的选择。

当设计完成后，要根据设计图纸严格进行编程。进行编程时，其原点的设计基础应该和工艺的基准尽可能重合，这样才能够避免出现尺寸错误或尺寸换算等问题。设计编程原点的基准是容易令加工零件找正，能够准确地确定原点所在，对刀方便，便于编程，其数值更需要便于计算。一般来说，对称零件的编程原点大多会选择零件的对称中心，这样可以大大减轻计算工作的繁杂，还可以令零件加工变得均匀。举个例子，一个圆形的零件，应该以内圆的圆心作为编程的原点，而对于外形不规则的零件，则可以在基准线上寻找编程原点。

3.影响数控机床加工精度因素及其解决方法

我国数控机床的加工精度正高速发展，加工精度已经有过去的丝级，即0.01毫米，大大提升到如今的微米级，即0.001毫米。其中，更有部分超精密数控机床加工技术的精度可以稳定在0.05微米左右，零件形状精度则有0.01微米，如微细切削和磨削加工技术等。而利用光电以及化学能等能源的特种加工精度更是高达纳米级，即0.001微米。足以可见，目前我国已经开始步入精加工时代。但在数控机床工作的时候，由于机床本身，容易出现影响加工精度的因素，可分为系统误差和随机误差。

由于大多是人为造成的，设计图纸的尺寸表示不明确、不合理等原因，都会造成随机误差，只需认真核对相关的工作步骤即可消除

其余的方法还有很多，作者就不一一举例了。作者将会在下文分析关于影响数控机床加工精度的系统误差。

在进行加工工作的时候，一旦出现机械转动机构连接不稳定的情况，就会出现间隙，增加整体的加工工作误差，这就是出现间隙误差的主要原因，其中，机械转动机构是指减速齿轮、连轴节、滚珠丝杠副和支承轴承，滚珠丝杠副与螺母之间的间隙更是直接影响着数控机床加工精度。假设，滚珠丝杠和螺母间的间隙距离是SF，那么，机械转动机构反转时，数控机床的加工精度将会产生的误差为 。

解决办法：为解决间隙误差的出现，必须把数控机床加工方式转变成自动智能化的操作控制加工方式。当机械转动机构反转时，其转向时间和方式都会进行更改。而针对滚珠丝杠和螺母之间的间隙，可以加强并多次对间隙的偏差测定，最终确定出准确的偏差基数，再对数控机床测出各轴的原始误差。进行测定的仪器大多使用测量精确度较高的激光干涉仪。也可利用双频激光干涉仪进行测量，但双频激光干涉仪对于操作人员的要求较高、测量环境要求较高，以及所需时间较长，因此多用于检测三坐标测量。另外，还可以对滚珠丝杠副施加预紧力。当预紧力约等于最大轴向力的三分之一的时候，其间隙则可基本消除。除此之外，还有很多减少误差的方法，可以根据数控机床的不同种类而采取不同的解决办法。

4.结语

对于数控机床的加工工艺和精度来说，要严格把握加工技术的尺度，合理、科学地把机床运作原理运用到实际工作中去。一旦发现问题，要认真、及时进行分析，并尽快实施解决措施，进行总结，才能达到加工达到标准产品这一目的。同时，也要合理地处理出现的误差、进行机床加工操作以及控制高效的加工工艺，这样才能延长数控机床的工作寿命。

参考文献：

[1]华茂发.数控机床加工工艺[M].机械工业出版社.2011

[2]唐文献.数控机厂加工工艺入门与提高[M].机械工业出版社.2013

[3]赵堂春.数控机床加工工艺与编程基础[M].上海交通大学出版社.2010.