李進東

（四川職業(yè)技術(shù)學院 機械工程系，四川 遂寧 629000）

引言

數(shù)控加工技術(shù)融合了精密機械、電子技術(shù)、光學技術(shù)、自動控制技術(shù)以及計算機技術(shù)等多種學科，通過數(shù)控裝備的發(fā)展也可以促進儀器設(shè)計智能化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化[1]；而數(shù)控機床加工工藝的發(fā)展更能促進產(chǎn)品的整體設(shè)計水平和設(shè)計質(zhì)量，提高零件加工的應(yīng)用效果。

1 數(shù)控機床的特點

與傳統(tǒng)的加工方式相比較，數(shù)控加工技術(shù)不僅具有新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，而且也能夠?qū)崿F(xiàn)完整的現(xiàn)代化機械制造，而且數(shù)控技術(shù)可以有效解決零件品種復(fù)雜多樣、批量小、高精度加工的問題，也能夠提高自動化加工的質(zhì)量與水平，通過數(shù)控技術(shù)可以實現(xiàn)規(guī)?；然a(chǎn)，保證整個機械制造行業(yè)同步增長。

1.1 超精密化

與傳統(tǒng)的機械加工相比較來看，超精密數(shù)控機床一般具有高速度、高精密的特點，能夠加工復(fù)雜零部件，加工一致性好，能夠保證工件的加工精度。

1.2 高智能化

在傳統(tǒng)的機械加工過程中，往往依靠工 人自己的經(jīng)驗和手感進行操作，對產(chǎn)品質(zhì)量的一致性、穩(wěn)定性難以保證?，F(xiàn)在，數(shù)控機床依托數(shù)字控制技術(shù)，能保證產(chǎn)品加工的一致性[2-3]；同時，還能通過集成機器人、傳感器、軟件及網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)實現(xiàn)自動化、智能化的生產(chǎn)，實現(xiàn)現(xiàn)代化智能制造，從而不僅能夠提高整個加工效率，也能保證機械加工的質(zhì)量。

1.3 信息化

通過數(shù)控機床能夠?qū)崿F(xiàn)智能化的操控，一方面在加工的過程中，必須要針對各種數(shù)據(jù)信息進行輸入與控制，提高信息處理的效率和質(zhì)量，也要保證在信息技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，提高信息化的處理速度[4]。另一方面，數(shù)控機床通過物聯(lián)網(wǎng)計算機 軟件、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，構(gòu)建智能制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），實現(xiàn)車間級及企業(yè)級的數(shù)字 化管理，提升管理效益。

2 數(shù)控機床對加工精度的影響

由于當前我國工業(yè)化水平比較落后，數(shù)控技術(shù)還存在許多的問題，尤其是機床結(jié)構(gòu)、加工工藝、工裝夾具、刀具性能等方面，造成產(chǎn)品的加工精度不高，產(chǎn)品總體質(zhì)量不高。本文從機床結(jié)構(gòu)方面分析，主要存在以下影響加工精度的因素。

2.1 機床結(jié)構(gòu)不盡合理

在機床加工的過程中，機床本體結(jié)構(gòu)的不合理會導(dǎo)致受力、抗震、運行精度等方面受到較大的影響，從未影響整體加工質(zhì)量。另外，加工熱量傳遞導(dǎo)致機床各部件溫差較大，溫度變化不規(guī)律，會使得刀具與工件之間的相對位置發(fā)現(xiàn)了變化，造成坐標位置的變化，從而對于零件的加工精度難以保證[5]。

2.2 支撐結(jié)構(gòu)不夠優(yōu)化

傳統(tǒng)的數(shù)控機床大多采用四點或者六點支撐，但在實際應(yīng)用中，由于受力、震動等原因，可能會導(dǎo)致某支撐點不能起到有效的支撐，從而導(dǎo)致其余支撐點承受載荷發(fā)生了變化，并且處于不平衡支撐，影響機床運行精度。

2.3 傳動系統(tǒng)精度不夠

數(shù)控機床的傳動系統(tǒng)相對于普通機床來看，采用了伺服電機，大幅度減少了傳動鏈，傳動精度較普通機床有了大幅提升[6]。但在實際使用中，對于同步帶、滾珠絲杠等傳動部件，仍然存在一定的誤差，從而影響工件或者刀具的定位精度。

3 提升數(shù)控機床精度的主要措施

根據(jù)筆者針對數(shù)控機床加工精度影響的因素進行分析，可以發(fā)現(xiàn)，要想提高數(shù)控機床的加工精度，除了需要依靠機床本身之外，更需要的還是在機床加工過程中，必須要保證整體的加工策略符合加工工藝的實際要求。

3.1 優(yōu)化數(shù)控機床的本體結(jié)構(gòu)

數(shù)控機床的機械本體結(jié)構(gòu)對機床長期的運行具有重要作用。在設(shè)計數(shù)控機床機械本體時，可以借助現(xiàn)代的設(shè)計方法及工具，采用有限元設(shè)計與分析、數(shù)字化設(shè)計與虛擬仿真等，只有通過計算機模擬機械本體在加工過程中受到的切削力、震動以及受熱分布等，才能從機床結(jié)構(gòu)上提高剛性、抗震性、熱穩(wěn)定性，從而才能保證加工的整體精度及質(zhì)量[7]。另外，特別對于主軸單元，要確保主軸軸承及其支撐的精度，才能確保高速運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性及精度。

3.2 優(yōu)化數(shù)控機床的支撐部件

數(shù)控機床的支撐對于機床的穩(wěn)定運行起到關(guān)鍵的作用。良好的支撐結(jié)構(gòu)可以有效的減少機床在高速加工中的震動現(xiàn)象。在現(xiàn)代設(shè)計中，可以根據(jù)機床切削力大小及方向，盡量采用三點支撐結(jié)構(gòu)、選擇合理的支撐點、降低機床重心等手段，提升機床支撐效果。

3.3 提高數(shù)控機床的傳動精度

數(shù)控機床的傳動精度對于保證加工質(zhì)量具有重要的意義?，F(xiàn)代數(shù)控機床一般采用閉環(huán)或者半閉環(huán)結(jié)構(gòu)，但在實際使用中，對于傳動中的滾珠絲杠、導(dǎo)軌、同步帶等部件，仍然存在磨損及傳動誤差[8]。為了提高數(shù)控機床的傳動精度，可以通過使用高精度等級的傳動絲杠、高耐磨性高精度的導(dǎo)軌，同時采用閉環(huán)的位置檢測進行傳動補償。

當然，從機床結(jié)構(gòu)方面能保證機床穩(wěn)定運行及精度，但在使用過程中，還必須提高操作者的個人素質(zhì)。只有規(guī)范的操作、定期的維護保養(yǎng)，才能長期保證數(shù)控機床的穩(wěn)定運行及加工精度。

4 結(jié)語

本文通過對于數(shù)控機床在實際應(yīng)用中存在的影響加工精度的問題，對機床本體結(jié)構(gòu)、支撐結(jié)構(gòu)及傳動系統(tǒng)進行了分析，并提出了針對性的解決措施，從而才能確保機床的穩(wěn)定運行及加工精度，對于國家加工制造業(yè)的發(fā)展起到了積極的作用。