提高數控機床加工精度的幾點思考

0　引言

在數控機床中，精度的表示主要是由誤差大小來表示的，具體精度分為兩種，包括靜態(tài)精度和動態(tài)精度。其中靜態(tài)精度指的是在機床不工作不切削的狀態(tài)下檢測出來的，主要指標為機床本身的幾何精度以及定位精度，這種精度對于機床精度的檢測來說只能表現機床的原始精度；動態(tài)精度顧名思義則是機床在切削過程中所檢測和達到的精度，該精度值的測量包括了機床的原始精度以及在加工過程中環(huán)境以及工藝問題影響后的精度表示，包括了加工過程中選用的刀具、工件、振動等帶來的誤差。在機床的生產過程中對于機床的動態(tài)精度不能有效的控制，能夠保證的就是機床的靜態(tài)精度，原始制造的精度，數控機床的加工精度則有很多方面的影響因素，這將是下文的主要探討內容。

1、數控機床加工精度的影響因素

1.1 機床本身的誤差　在大量的數據和統(tǒng)計中表明，機床的65.7%以上，在安裝時就不能完全符合其相關指標標準，在工作當中90%的數控機床都處于一個失準的工作環(huán)境和狀態(tài)下，這種情況就決定了機床工作狀態(tài)監(jiān)控的重要性，機床精度的測試對于機床精度的保障來說是一個必要的基礎，能夠對零件的加工精度更好的保障。

1.2 溫度影響　除了機床本身的精度誤差之外，機床在車間環(huán)境下的運作也會受到影響，包括車間的溫度浮動，電動機的發(fā)熱以及接卸摩擦、介質影響等，這些問題都會對機床的形態(tài)以及精度造成一定程度的影響，機床的溫度變化就會出現調整精度的喪失，對機床的精度以及加工工件的尺寸和精度有所影響。同時，溫度升高也使軸承間隙發(fā)生變化，進而影響加工精度。另一方面，溫度升高使溫度分布不均勻，造成各零件或零件各部分之間的相互位置關系發(fā)生變化，從而造成零件的位移或扭曲。

1.3 反向偏差　所謂的反向偏差指的是在數控機床的工作中由于坐標軸在傳動過程中造成的反向死區(qū)或者反向間隙造成的誤差現象，也可以成為反向間隙或者失動量。對于采用半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的數控機床，反向偏差的存在就會影響到機床的定位精度和重復定位精度，從而影響產品的加工精度。

1.4 間隙誤差　數控機床的加工過程中需要用到傳動鏈，傳動鏈的運轉會產生一些間隙，這些間隙就容易造成誤差，尤其是在電機運轉過程中機床沒有產生運動，這就會造成數控機床的震蕩或者較大的誤差問題。

2、數控機床加工精度的提高措施

2.1 機床的選用　由于機床本身的精度也有差別，這就需要我們在機床的選擇上要注意機床型號以及精度的選擇，目前數控機床位置精度的檢驗通常采用國際標準ISO230-2 或國家標準GB10931-89 等。在機床的選擇中還要對標準有所注意，這是由于標準的不同也會造成精度的差別。

2.2 零件的控制　滑動軸承的機床可以選用耐磨性較好的軸承，從而保障機床的工作精度。

2.3 對車間環(huán)境的控制　減少熱源：重點放在主軸軸承的轉速、間隙調整及合理的預緊。對于推力軸承和圓錐滾子軸承，因其工作條件差發(fā)熱較大，必要時可以改用推力角接觸球軸承代替，以盡量減少某些零部件的摩擦發(fā)熱。隔熱：使熱源遠離主軸，如將電動機、變速器隔離、采用分離傳動等。散熱：加強潤滑冷卻、采用油冷、風冷等方式、加快熱量散發(fā)。減少熱變形的影響：無論采用何種方式，只能減少熱變形而很難完全消除熱變形，因此還應該采取措施，以減少熱變形的影響。

2.4 反向偏差的控制　由于反向偏差會造成設備的精度變低，并且隨著機床的應用時間越久，磨損越大，誤差也會越來越大，這就需要在機床的應用過程中對于反向偏差進行定期的檢測和補償工作，從而盡可能的減少誤差，提高機床工作精度。

2.5 誤差補償　誤差補償指的是在對數控機床加工中將定軸的位置做相應的記錄，此外，結合相關的記錄數據和實際的測量結果進行比較，了解誤差值，并且在操作中在軸上選定測量的基準點，記錄下運行中的誤差值，輸入到相關的控制系統(tǒng)內，這樣可以很好的控制不同點的軸運動和誤差時間。如果所測量點的數量越多，說明螺距所需要補償的誤差效果就越明顯，這種誤差補償技術的前提是建立在數控機床坐標系下的，確定數控機床坐標系的重要參數是參考點，因此，一定要保證所選擇的參考點的誤差值是零。

2.6 反向間隙誤差的補償　由于數控機床中反向間隙誤差的影響，所以在數控機床的設計中必須對反向間隙誤差充分重視，并且采取有效的解決措施。但是不可否認的是，間隙是存在的，所以我們要做的是通過螺距誤差補償技術對機床運轉過程中的各點反向間隙進行記錄，并且通過數控機床的控制系統(tǒng)對反向運動直接進行誤差的補償操作，從而利用參數的設置和數控系統(tǒng)的設定來減小誤差。

2.7 技術的完善　機床的精度隨著科技的發(fā)展也在不斷的完善和進步，機床精度從原來的微米級再向著納米級進步，其中還需要更多的研究和發(fā)展，尤其表現在軸承技術上，避免軸承技術的遲滯是發(fā)展的難題之一，遲滯現象對于定位的精度影響尤為重要，在研究中發(fā)現靜壓軸承技術能夠對機械的遲滯現象有所解決，所以在高精度的數控機床加工中得到了大量的應用。

3、結語

綜上所述，在數控機床的加工工作當中，對于數控機床的精度影響因素有很多，對于這些影響我們要綜合分析，從多方面盡可能的降低誤差，實現加工精度的有效提升。

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