金属零件加工精度影响及控制探究

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摘要：目前数控铣床技术广泛应用在各行各业中，在数控铣床技术的运用中，金属零件加工精度和数控加工工艺处理问题是最需要关注的问题之一，它能对数控铣床的质量与安全产生直接影响。为此分析数据加工工艺对金属零件加工精度的影响，从伺服系统、铣床设计和刀具控制三个方面进行分析，根据分析内容探究数控加工工艺对金属零件加工精度的合理控制，为提高数控加工工艺和优化金属零件加工精度提供一些具有价值的参考理论。

关键词：数控加工；金属零件；加工精度；影响及控制

对于国家来说，数控技术的运用能够直接反应该国家的制造业水平，我国的数控技术随着科技发展在不断提升，并且已经广泛的应用到各种生产制造中，得到了很多人的关注，满足了该行业市场的需求。数控加工是一种在数控铣床上进行零件加工的一种工艺方法，用数字信息控制零件和刀具的位置进行机械加工，能够有效解决零件精小、形状复杂、精度高等问题，实现高效的自动化加工。数控加工就是通过数控系统控制数控铣床的运动和辅助动作，而控制系统的指令由技术人员根据实际加工要求和系统所规定的指令编制而成的。在使用数控技术对金属零件的加工过程中，影响其加工精度的因素有很多。如数控铣床系统的精度高低，数控铣床的安装制造、插补精度、伺服系统的控制精度以及加工零件的材料等诸多因素都会对数控车床加工精度造成影响[1]。主要影响因素可概括为：铣床的设计制造、切削用量的选择、数控铣床自身精度因素以及测量误差因素等。在实际应用中，为了保证金属零件加工精度，对数控加工工艺影响因素进行分析，利用一些实际有效的控制手段来减小对金属零件加工精度的影响，使最终生产的产品质量得到保障。

1数控加工工艺对金属零件加工精度的影响分析

在使用数控加工工艺对金属零件加工过程中，伺服系统尤为重要，伺服系统处在数控铣床中枢控制体系中，为金属零件加工奠定了基础[2]。若采用半闭合控制，在伺服系统信号传输过程中需要反向运转，这时会出现瞬时空转现象，容易造成反向间隙，使得数控系统生成的金属零件加工指令产生误差，并且还会伴随着弹性间隙误差，造成加工的金属零件形状不符合要求，降低金属零件的加工精度。而为了保证在数控工艺加工过程中，金属零件加工信号能够在使用滚珠丝杠配合伺服电机的伺服系统之间畅通无阻，采用复合控制，由滚珠丝杠传动精度控制伺服系统精度，提高加工精度。数控铣床是处理金属零件的核心，铣床设计是实现数控加工的基础，所有金属零件加工工艺都需要通过铣床设计层面得到落实，然而在进行铣床设计时，却无法有效的保障铣床设计精度，使得数控加工工艺难以落实，进行金属零件加工时，金属零件制造误差逐渐增大，从而造成数控铣床金属零件加工精度降低[3]，因此在主轴的选择上，在满足最高转速达到每分钟万转的同时，还应要求其具有高精度的调速功能，并且尺寸与整体机械结构尺寸相适应。对金属零件进行加工，需要通过数控铣床控制刀具，使刀具能够按照已经设定好的编程对金属零件进行铣削、车削等切削加工，实现加工金属零件的目的。而为了使金属零件加工精度更加准确，相关技术人员需要按照不同的需求对刀具参数进行设置，如果参数设置出现错误，那么在金属零件加工过程中，刀具轴线就会出现偏差，使得主偏角不断减小，刀具加工金属零件精度也会随之降低，不能满足数控铣床生产加工的需求，最终影响加工的产品综合质量。对此可以使用UG软件进行合理控制。

2数控加工工艺对金属零件加工精度的合理控制

在数控系统中，伺服系统的控制精度会对金属零件加工精度产生影响，特别是在高速加工中。因此从控制角度出发，对其进行优化，减小伺服系统的控制精度对金属零件加工的影响[4]。在伺服系统中将开环控制和闭环控制结合在一起，构成复合控制系统，该系统综合两者的优点，使数控系统具有较高的控制精度。采用复合控制的方法，提高数控铣床自身的精度。从而提高金属零件加工精度。复合控制系统原理图如图1所示。在数控加工工艺对金属零件加工精度过程中，刀具的选择具有重要的作用，一般情况下，很多数控铣床都配有相对完整的数控刀具库，使用的都是系列化标准刀具，根据不同的材质和性能，有很多种类。因此在进行加工前对刀具进行选择的时候，根据实际的产品需求选择适合的刀具，综合其强度、韧性、耐磨性和硬度等方面来考虑。在已经确定刀具的情况下，需要确定刀具的对刀点，也就是刀具在工具原点确定的坐标系中开始运动的那个点。对刀点是数控的起点程序，需要先找基准点，才能控制数控铣床精度，对刀点的寻找过程就是金属零件对刀。如果在加工过程中在选择尺寸和刀点上出现了问题，很容易对金属零件的加工精度产生影响，在行刀过程中可能出现安全事故，对后续的加工留下安全隐患。在数控加工中使用UG软件提供数字化造型和验证手段，以UGNX为加工基础模块为基础框架，连接UG所有加工模块，并且为其提供了一个图形化窗口环境，方便用户以图形的方式观察刀具沿轨迹运动的情况，并可以随时对其进行图形修改，比如刀具轨迹的延伸或缩短等。该模块的交互界面可以按照用户实际需求进行灵活的修改和剪裁，对刀具库进行标准化定义，对加工工艺参数样板库进行初加工、半精加工和精加工等操作常用的参数标准化，达到优化加工和提高加工效率的目的。UG软件的所有模块都可以直接生成加工程序，并一直保持与实体模型全相关，其通用的点位加工编程功能，适合用于钻孔，攻丝以及镗孔等加工编程。

3结语

随着社会的发展，数控技术发展趋势良好，数控加工工艺运用在不同的行业中，是我国最重要的数控技术。在使用数控加工工艺对金属零件加工的过程中，其精度对于最终的产品的质量和安全有着很重要的影响，而加工精度又受到刀具、铣床设计和伺服系统控制精度的影响。为此对加工过程进行合理控制，对控制方法进行优化，对于刀具的处理以及刀具运动情况可通过UG软件进行观察。通过合理控制加工过程，降低加工误差，使金属零件加工精度得到提高，增强社会的经济效益，从而使数控技术得到更好的发展。

作者:王雷 邱晓庆 钟灵 单位:甘肃畜牧工程职业技术学院