何承衛(wèi) 徐海波

[摘 要]隨著我國加工制造業(yè)的迅猛發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)也越來越多應(yīng)用到了各行各業(yè)。數(shù)控車床由于其加工的精密性也給企業(yè)帶來了極大的收益。近年來市場對零件的精密性和準確性要求越來越高，而為了提高零件的質(zhì)量，對數(shù)控車床的加工精度的分析是有必要的。目前我國雖然在數(shù)控車床方面的發(fā)展比較快速，但是精度問題一直得不到有效的改善。內(nèi)容結(jié)合對影響數(shù)控車床加工精度的因素的分析，提出了相應(yīng)的控制和解決辦法。

[關(guān)鍵詞]數(shù)控車床;加工精度因素;分析及解決辦法

一、影響數(shù)控車床加工精度的因素

1.車床本身的誤差

影響數(shù)控車床的加工精度的首要因素就是機床本身，數(shù)控車床的精度設(shè)置以及數(shù)控車床生產(chǎn)的精確程度都會影響到車床的精度。另外幾乎所有的零件都需要經(jīng)過數(shù)控車床的加工，在加工過程中由于長期使用及磨損，都會影響機床本身的精度，從而影響加工零件的精度。

2.數(shù)控車床主軸的回轉(zhuǎn)誤差

數(shù)控車床最理想的工作狀態(tài)是車床主軸在回轉(zhuǎn)過程中是不動的，即回轉(zhuǎn)中心在主軸回轉(zhuǎn)過程中不存在跳動或者偏移。但是在實際的生產(chǎn)中，由于主軸上的軸頸是支撐在軸承上的，軸承又在主軸箱體內(nèi)，加上主軸上的其他零件，會導(dǎo)致軸承的支撐斷面與中心線不垂直，這樣就會影響主軸的回轉(zhuǎn)，從而影響加工精度。

3.刀具誤差

數(shù)控車床的加工過程其實是通過程序控制車刀對零件進行切削的過程，在切削零件的過程之中，車刀會因為磨損導(dǎo)致軸線變化，刀尖軌跡也會與理想軌跡發(fā)生偏差;刀尖圓弧的半徑越大，誤差就會越大;車刀的主偏角約大，軸線尺寸的變化又會越大。從而影響到零件的加工精度。

4.傳動系統(tǒng)及導(dǎo)軌誤差

構(gòu)成數(shù)控車床的零部件以及床身本身在工作的過程中由于外力、傳動、溫度、濕度等外在因素的影響而產(chǎn)生彈性形變或?qū)е铝慵p從而造成整個車床的傳動系統(tǒng)產(chǎn)生誤差。另外導(dǎo)軌是數(shù)控車床運行的基準，在長期的使用下也會磨損，這些都會影響到數(shù)控車床的加工精度。

二、數(shù)控車床精度控制及改進方法

1.誤差補償法

誤差補償法其實就是將軟件和硬件相結(jié)合，充分利用數(shù)控機床的補償功能對數(shù)控車床中已有的誤差進行補償?shù)姆椒?，是一種控制車床誤差，提高加工精度的有效方法。通過這種方法能大大減少車床產(chǎn)生的誤差，從而加工出精度極高的零件。

例如：對于半閉環(huán)的伺服系統(tǒng)，很容易產(chǎn)生反向偏差的問題，因此數(shù)控車床在此類系統(tǒng)中的運用時，就可以利用反向偏差補償法去削弱這種誤差，總的來說就是在設(shè)計以及制造的過程中對于可能產(chǎn)生誤差的零件和部位提高其制造精度。對沒有補償功能的車床，則需要在編程過程中進行補償，如在編程過程中使用的G41/G42指令，均可以控制刀具磨損而產(chǎn)生的誤差。另外在數(shù)控車床的插補程序中，也可以設(shè)置多個地址，在軸收到指令而運動時，使數(shù)控裝置讀取該軸的反向間隙值，并對原有的位移指令進行修正，使車床定位在更精確的位置從而提高車床的加工精度。

2.誤差防止法

車床在工作的過程中無可避免會產(chǎn)生誤差，雖然很多的誤差能夠補償，但是會大大提高生產(chǎn)成本，這時就可以采用誤差防止法。誤差防止法是一種提前預(yù)防的方法，在機床的設(shè)計和制造過程中采取某些辦法盡可能消除以后可能會出現(xiàn)的誤差源。

例如：通過提高車床的零部件的裝配精度，改用更好的原材料，設(shè)計優(yōu)化車床的結(jié)構(gòu)從而提高車床的剛度。還可以在加工的過程中嚴格控制環(huán)境，避免工件在裝配的過程中由于溫度過高而產(chǎn)生熱變形。所以，在車床工作的過程中要減少熱源，盡量減少熱量的傳遞。另外，車床的零部件的安裝都存在間隙，這些間隙在以后可能會變大，可以在制造時用最大軸向力的三分之一當(dāng)作預(yù)警力加在滾動件的滾珠絲杠內(nèi)來消除這些誤差。誤差防止法雖可以有效控制誤差，但是改進材料或者結(jié)構(gòu)需要的成本很高，而且這種方式只能改善，并不能有效解決該問題。

3.其他控制精度的方法

以上兩種是主要的控制誤差來提高加工精度的方法，還有很多其他的方式，這些方式都是極具針對性的，一般針對于某個零部件來提高，這些方法也都有著很好的效果。

例如：可以采用更靈活、更輕便的斜床結(jié)構(gòu)去代替以往復(fù)雜的鑄件整體結(jié)構(gòu)，一來可以減輕車床自身的重量，二來由于斜床是封閉的桶式結(jié)構(gòu)，可以提高車床的抗彎、抗扭水平，從而保證機床工作的穩(wěn)定性。在零件的加工過程中，可以分開加工，遵循先粗后精，基準先行原則，并根據(jù)不同的工序及工藝要求使用不同的轉(zhuǎn)速以及切削速度，這樣不僅可以減少刀具的磨損也可以提高車床的加工效率。在編程之前，也可以先進行人工的計算，使實際需要的圓弧形刀尖軌跡換算成假象的刀尖軌跡，減少誤差。

目前，數(shù)控技術(shù)的運用越來越廣泛，數(shù)控車床的使用率越來越高，而數(shù)控車床的加工精度的高低將直接影響到所加工產(chǎn)品的質(zhì)量，而產(chǎn)品的質(zhì)量又關(guān)系到使用者的體驗甚至是安全。因此無論是車床的制造者還是使用者都應(yīng)該重視這一點。雖說無法保證車床在加工的過程中沒有誤差，但也必須用多種方法不停嘗試，盡可能控制誤差，減小誤差帶來的影響，從而提高零件的生產(chǎn)質(zhì)量。

參考文獻：

宋佳佳.淺談提高數(shù)控機床加工精度的方法[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015（11）：13.

[作者單位]

深圳市龍崗職業(yè)技術(shù)學(xué)校

（編輯：司楠）