摘 要：在機（jī）械加工過（guò）程中，經（jīng）常有很多因素影響工件的加工（gōng）質量（liàng），為使工件達（dá）到所（suǒ）要求的質量（liàng）要求，在加工前就必須將各種影響加工精度的因素考慮進去，也（yě）就是要對影響機械加工精度（dù）的因素進行分析，並提（tí）出相應的解（jiě）決（jué）方案。本文結（jié）合自己的實踐經驗，就影響（xiǎng）數控車床的機械加工精度因素做一下分析。

      關鍵詞：機床誤差；係統誤差；隨機誤差（chà）；

  
      Abstract: In the process of machining, there are many factors which affect the processing quality of workpiece. In order to meet the required quality, a variety of processing factors which affect the machining accuracy must be considered before processing, It is to the analyze the factors on the processing precision, and proposes the corresponding solution. Combined with my own practical experience, this paper analyzes the factors affecting the machining accuracy of NC lathe.
Key words: the machine tool deviation, the system deviation,the random deviation

        引言

      隨著現代製造技術的發展，數控車床越來越普及。與普（pǔ）通車床相比，其在控製係（xì）統、伺服驅動、機械（xiè）結構等方麵發生（shēng）了具（jù）大變化。數控（kòng）車床采（cǎi）用（yòng）數控係統控製，兩軸采用伺服電（diàn）機直接驅動，大大縮短了原來普車的機械傳動鏈，在消（xiāo）隙、減磨等方（fāng）麵有了（le）很多改進。同時采用閉環或半閉環的係統，使加工工件具有生產效率高、產品質量穩定、加工過程柔性好、加工性能強等特點。但想要在實際生產中實（shí）現高精度加工，就必須對影響（xiǎng）數控加工精度的因素（sù）進行比較全麵的了解，進而找出切實可行的誤差控（kòng）製方（fāng）法。

       １ 機床精度誤（wù）差

      根據被加工工件的（de）加工（gōng）精度（dù）要求，機床按絕對分級法分為六個絕對精度等級，分別用羅馬數字Ⅴ、Ⅵ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ表示，Ⅵ級精度最低（dī），Ⅰ級精度最高（gāo）。車床（chuáng）的加工精度一般為IT6～IT7，對（duì）應絕對精度為Ⅴ級。根據誤差產生原因，機床的精度誤差大致可分為係統誤差（chà）和隨機誤差兩類，一般（bān）影響（xiǎng）機床精度（dù）的因素大致都可歸在（zài）上述兩類誤差中，如圖１所示。
 
     

                                          圖1

        2 機床係統誤（wù）差

      機床的係統誤差是機床（chuáng）自身產生的，在製造過程中形成的。它可分為（wéi）：定位精度誤差、幾何精度誤差、機床部件剛性誤差等。

      2.1 定位精（jīng）度誤差

      由於（yú）機床在（zài）裝配過（guò）程中要受到主軸精度、導軌精度及（jí）絲杠等定位精度的影響，因此要對（duì）以上精（jīng）度誤差進行控製。下麵詳細（xì）介紹以上三種誤差：

　　a) 主軸回轉誤差，機床主軸（zhóu）是裝夾工（gōng）件或刀（dāo）具的基準，並將運（yùn）動和動力傳（chuán）給工件或刀具，主軸回轉誤差將直接影響被加工工（gōng）件的精（jīng）度；

　　b) 導軌誤差，導（dǎo）軌是機床上確定各機床（chuáng）部件相（xiàng）對位置關係的基準，也是（shì）機床運動的（de）基準。其誤差主要分為兩（liǎng）方麵：一方（fāng）麵是導軌（guǐ）在水平麵（miàn）內和垂直麵內的直線度誤差；另一方麵（miàn）是前後導軌在垂直麵（miàn）內的平行度誤差。前者直接決定刀具是否能均勻（yún）而平穩地直線進給，從而（ér）影響被加工零件的幾何精度。此外，機床床身導軌還承受刀架等部件的重力及工作載荷，當機床工作（zuò）時，功能部件在導軌上往複移動，這要求導軌副良好的低阻尼性。否（fǒu）則，勢必會使運動部件產生爬行現象，不能精確定位。 後者直接降（jiàng）低（dī）機床導軌的精度（dù）和使用壽命。導軌的不均勻磨損（sǔn）和安裝質量，也是造成導軌誤差的重（chóng）要因素。導軌磨損是機床精度（dù）下降的主要原因之一。

　　c) 傳動鏈誤差，傳動鏈（liàn）誤差是指傳動（dòng）鏈始末兩端傳（chuán）動元件間相對運動的誤差。一般用傳動鏈末端元件（jiàn）的轉角誤差來衡量。

      2.2 幾何精度誤差

      a) 刀具的幾何誤差：刀具誤差對加工精度的影響隨刀具種類的不同（tóng）而不同。采（cǎi）用成形刀具（jù）、展成刀（dāo）具加工時，刀具的製造誤差會直接影響工件的加工精度，例如（rú）加工油（yóu）套管螺紋時使用的螺紋梳刀，它（tā）的精度直接影響到管（guǎn）螺紋的精。但對一般刀具，其製造誤差對工件加工精度（dù）無直接影響。

      b) 夾具的幾何誤差：夾具的作用是使（shǐ）工件相當（dāng）於（yú）刀具和機床（chuáng）具（jù）有正確的位置，因（yīn）此夾具的製造誤差對工件的加工精度有很大影響。

      c) 基（jī）準不重合誤（wù）差：定位基準與設計基準（zhǔn）不重合時所產生的基（jī）準不重合誤差，隻（zhī）有在采用調整（zhěng）法加工時才會（huì）產生，在試切法加工中不會產生。

       d) 定位副製造不（bú）準確誤差：工件在（zài）夾具中的正（zhèng）確位置是（shì）由夾具上的定位元件來確定的。定位誤差在（zài）基準不重合誤差和定位副製造誤差的方向不同時，取兩者的矢（shǐ）量（liàng）和（hé）。

      2.3 機（jī）床部件剛度誤差

      機床由很多部件（jiàn）組成，它決定了機床的整體剛度。就車床而言（yán），對（duì）機床精度影響較大的有：床身剛度、導軌剛度、絲杠剛度以及床鞍剛度等。上述因素，均會導致（zhì）在工件中產生較大變形，甚至出現振動，從而使工件的出現振紋，表麵光潔度和幾何精度達不到要求。但到目前為止，尚無簡易的剛度計算方法，這（zhè）些部件的（de）剛度（dù）主要還是通過實驗方法來測定。因此（cǐ）在設計機（jī）床部件結構時，應選擇剛度較大的（de）結構，選用剛性好的材質，合理（lǐ）選擇吃刀量和（hé）進給速度，盡量減小部件剛度對工（gōng）件加工精度的影響。

       3 隨機誤差（chà）分類

      機床（chuáng）的隨機誤差是由外部條件（jiàn）引起的，受外界條件影響較大。它可分為：定位精度誤差、幾何（hé）精度誤差、熱變形誤差等。

      3.1工藝係統受載變形引起的誤（wù）差

      工件（jiàn）在車削時，常會受（shòu）到切削力、夾緊力、慣性力、重力等的（de）作用，從而產生相應的變（biàn）形，最終破（pò）壞了刀具和工件之（zhī）間的正確的相對位置，降低了工件的加工精度（dù）。例如，當工件剛度遠小於刀具及夾具的（de）剛度（dù）時，在切削力的作用下，工件就會由於剛度不足而導（dǎo）致變形，從而降低了加工精度。反之，當工（gōng）件的剛度遠大於刀具及夾具的剛度時（shí），在加工工件過程中刀具及夾具就會出現變形，也會降低工件的精度（dù）。

      因此（cǐ），要合理地選擇刀具材料，增大刀具的前角和主偏角，對（duì）工件材料進行合理的熱處理以（yǐ）改善其加工性能。同時，要提高工藝係統剛度，減少切削力並壓縮它們的變動（dòng）幅值。

      3.2 內應力重新分布引起的誤差

      所（suǒ）謂內應力，即是在沒有外力作用而存在於零件內（nèi）部的應力。工件上一旦產生內（nèi）應力（lì），就（jiù）會使工件處於（yú）一（yī）種（zhǒng）高能位的不（bú）穩定狀態（tài），從而本能地向低能位的穩定狀態轉化（huà），並伴隨工件變形（xíng），最終使工件喪失原有的加工精度。例如，工件在熱（rè）處（chù）理後，由於（yú）壁（bì）厚不均、冷卻不均等原因（yīn），產（chǎn）生內應力，從而導致變形，最終降低加工精度。

      因此，在設計零件時，要盡量做到壁厚均勻，結構對（duì）稱，以減少內應力的（de）產生。

      3.3 熱變形引起的誤差（chà）

      在精密加工和大件加工中，工藝係統熱變形對工件加工精度的影響較大，由熱變形所引起的加工誤（wù）差有時可占工件總誤差的40%～70%。機床、刀具和工（gōng）件受到各種熱源的作用，溫度會逐漸升高，同時它們向周圍的物質和空間傳遞熱量（liàng）。從而使工件和整個工（gōng）藝係統產生變形，當單位（wèi）時間傳入的熱量與其散出的熱量相等時，工藝係統就達到（dào）了熱平衡狀態。例如，在車削大件過程中，因切（qiē）削（xuē）力過大導致主軸（zhóu）軸承及Z軸絲杠（gàng）溫度提高，從（cóng）而產生較大變形，最終影響工件的加（jiā）工精度。

       4 結束語

       綜上所述，除上（shàng）述（shù）主要影響因素外，影響（xiǎng）數控車床的加工（gōng）精度因素是多方麵的。工藝設計、工作環境（jìng）以及操作人員的技能水（shuǐ）平等，都有可能對工件的加工精度（dù）造成（chéng）一定影響。所以加工工件時要結合具體情況及多種因素，從設計（jì）、製造、操做三個方麵加以（yǐ）考慮。（文（wén）自：沈陽（yáng）第一機床廠）