摘要：本文主要通過對機床結構分析，介紹了數控車床加工過程中因機床故障造成加工件出現問題的排除方法。介紹了因數控加工編程編制不當而造成加工件不穩定的解決辦法。

引言

數控機床自上世紀四十年代從美國問世，經過了80年漫長的歲月，從最初的簡單數控發展到今天的加工中心、柔性單元、無人操作車間。科技水平越來越高，機床加工精度及檢測手段越來越先進。它集計算機技術、自動控制、精密測量、機械制造于一體。應用領域遍及各行各業。特別是機械工業、軍事、航空航天、高科技行業，更發揮了數控技術獨特的作用。可以說數控機床的發展是對普通機床的重要革命。它的發展和應用，開創了制造業的新時代，改變了制造業的生產方式、生產管理模式和生產格局。實現制造加工數控化，提高了生產力，改善了勞動者的勞動環境，降低了工人的勞動強度。已對各行業產生了很大經濟效益，使不少企業創造了豐厚利潤。也為我國工業和制造能力的提高奠定了堅實基礎。

目前數控機床制造和使用，從數量上看我國是世界上最多的國家。用數控機床能否加工出高精度產品從兩個角度講：其一是機床本身的加工精度，其二是加工工藝、切削用量及編程人員的編程技巧。兩者缺一不可。機床的精度是主要條件，其它條件也不可忽視。

下面我將以數控車床為例，將自己多年在從事數控車床設計、使用中總結出的數控車床維護、故障檢測以及編程中的一些技巧和經驗分兩部分做一介紹。也許給數控使用者有所啟發和幫助。

一、加工過程中因機床故障而產生問題。

如圖1所示

數控車床（臥式車床）如(圖a)所示,是由車床主軸旋轉，通過卡盤或夾頭夾持工件回轉，由數控系統控制執行元件驅動電機、絲杠帶動床鞍和滑板進行直線、斜線運動及圓弧插補，完成軸類、錐類、圓弧及球類零件的加工。在加工零件過程中因機床故障容易造成加工件出現問題的排除方法。

1.軸類零件在加工過程中出現橢圓現象(一般較高精度的數控車床橢圓度正常小于0.004mm)。出現這種現象，問題主要原因一般都在車床主軸部分。（1）.因主軸軸承游隙過大，主軸產生晃動所致。解決方案：檢查主軸軸承由于長期使用而磨損，軸承間隙過大。或軸承損壞。另檢查主軸軸承鎖緊螺母是否松動，導致軸承間隙變大。找出原因，針對問題進行解決。（2）工件沒有被夾緊產生晃動，特別是氣動夾頭和液壓夾頭因壓力不足，容易使加工件出現橢圓現象。（3）手動卡盤夾持工件部分有錐度，也常導致工件松動產生加工件橢圓。

2.加工零件表面跳絲紋路不清，加工面粗糙度差。主要原因：除上面提到的主軸軸承松動問題。（1）刀具切削角度和刀具材料選用不正確。（2）若是外圓出現這種現象，Z向運動部件床鞍運動不靈活產生爬行也是原因之一。（3）另外伺服驅動器剛性積分參數設置太低，導致跟隨速度慢而致。（4）若是車錐度出現這種現象，X向和Ｚ向部件都要檢查維修，方可解決。

３．加工零件表面出現波紋。主要原因：（１）上面提到的主軸軸承松動和刀具選擇問題。（２）刀柄伸出刀架夾持點太遠，刀柄強度不夠使刀尖發顫。（3）最常見的是刀架松動，回轉刀架沒有鎖緊，或排刀架沒有固定牢固。（4）切削工藝或切削用量不合理。

二、因加工程序編制不當造成加工件尺寸不穩定。

從普遍來看，數控機床自身的加工和裝配精度較高，對傳動部件的要求也非同普通機床。傳動絲杠基本都選用滾珠絲杠，導軌現在也基本上采用直線滾動導軌。其精度比傳統的普通絲杠和摩擦導軌高的多。但只要運動，絲杠與螺母，線軌滑塊與導軌之間就存在間隙。只不過是間隙量大小而已。一些經驗不足的編程員認為數控機床是由電腦控制的高精度機床，從理論上講其編程精度都在0.0005-0.001之間，應該指令到那里，機床就應該按指令要求運動到那里。忽略了在加工零件時因刀具受切削力的影響，導致加工零件尺寸不穩定。那么我們應通過一些編程技巧和修正數控系統參數來彌補這些問題。

下面結合（圖b）（圖c）(圖d)舉例分析說明。

（1）.如圖b所示:刀架由絲杠旋轉拖動向右移動時絲杠與絲杠螺母之間的間隙△S在滾珠的右側，當刀具在切削工件過程中產生如箭頭所指方向的反作用力P1,這個力會使刀具存在有向P1力箭頭所指方向移動的可能，移動量既△S，但這種移動不是每加工一個零件都會產生的，是隨機的。就數控車床而言當刀具移動與不移動時，加工出的工件尺寸就是2倍△S誤差。這就是導致加工件尺寸不穩定的關鍵。在文章末尾按圖d所示編程舉例說明。

（2）.數控車床加工螺紋有它的獨特優點，比普通車床加工螺紋精度高、速度快、主軸不打正反轉。但編程不合理也會出現螺紋加工的問題，我這里主要分析一下編程不當造成靠螺紋旋入端部螺距小，而后有正常的現象。首先我們分析一下數控車床車螺紋的加工原理：在加工螺紋過程中工件始終出于不變速旋轉狀態，而車削螺紋時刀具則在起刀點等到主軸零點信號到達時，才起步運動進行切削，這樣保證螺紋在加工時多次加工不亂牙。根據原理如果在編程時把起刀點取在離螺紋端頭很近的地方，由于工件在不變速狀態下旋轉，而帶動刀具運動的電機按控制原理必須有一個加速過程，這樣在加速過程中就產生加工件端頭螺距偏小現象出現。根據經驗在數控車床車螺紋時，車小螺距（1.5mm螺距以下）螺紋時，起刀點應離加工螺紋工件端面大于5mm。螺距大時應適當大些。這樣就可消除這種現象。

（3）車削加工直徑較小，長度較長的軸類零件。（直徑與長度比大于1:3），在無尾座頂工件的時候，出現倒錐現象，也就是離卡盤遠端尺寸大。原因之一：車床主軸回轉中心與床身導軌不平行。需調整床頭中心。原因之二：切削工藝問題，半精車和精車量過大，導致在精車時，工件在刀具切削力的作用下向刀具受力方向彈性變形而偏移，由于工件端頭離夾持點越遠則彈性變形越大。造成倒錐產生。

（4）.車球形工件時在過象限點時出現高低差，或回象限時不圓滑、平坦。在數控控制系統中有絲杠間隙補償參數，其原理是在過象限時，根據參數大小，使驅動電機立即反轉，以達到消除絲杠間隙的目的。數控系統中絲杠間隙補償量過大，加工件則出現高低差，而隙補償量小則加工件在過象限時出現不圓滑、平坦現象。就數控車床而言在數控系統X向絲杠間隙補償參數中正確輸入間隙補償量就可解決。

結語：我們要得心應手的應用好機床，就要對機床特點、性能有足夠地認識，很好的維護和保養機床。提高我們分析原因，解決問題的能力。不斷學習科學技術。使數控機床更好的服務于我們，為我們創造更多財富。在日益競爭激烈的經濟市場占有一席之地。