摘要：數控車床的加工精度直接影響機械（xiè）零件的質量（liàng），因此加工精（jīng）度的影響（xiǎng）因素受到廣泛關注。文（wén）中在概述數控車（chē）床（chuáng）組成和工作（zuò）原理（lǐ）的基礎（chǔ）上（shàng），研究了數控車床加工精度的影響因素，並提（tí）出了提高數控車床加工精度的有效措施，對於進一步探討數控（kòng）車床加工精度的提高（gāo）措施有（yǒu）一定（dìng）的借鑒作用。
 
     關鍵詞：數控車床；加工精度；影響因素；措施

     0 引言

     數控車（chē）床在如今的機械製造（zào）業中已得到廣泛的應用，為企業（yè）和（hé）社會創造十分顯著的經（jīng）濟效益。機械產品的精度直接影響著產品的工作性能（néng），而數控車床的精度控製直接影（yǐng）響著所加工機械（xiè）產品（pǐn）的精度。隨（suí）著機械製造業的發展，對機械產（chǎn）品的精度要求越（yuè）來越高，相應地對於數控車床的加工精度也提出了更高的要求。就一般數控車（chē）床而言，其加工精度大體由4 部（bù）分決定：車床本身（shēn）製造的精度；數控編程精度；車床伺服係統（tǒng）精度；插補環節的精度。車床在加工過程中（zhōng）每一個過程因素也都有可能影響到加工精度，例如卡緊環節、檢測環節以及外部環境等（děng）。所以（yǐ）對數（shù）控車床的精度控製要進行綜合（hé）考慮（lǜ）和控製（zhì）。

     1、 數控車床的（de）組成

     數控車（chē）床主要由4 部分組成：主機係統，數控編程係統（tǒng），驅（qū）動係統，加工輔助係統［1］。

     1）主機係統。主機係（xì）統是機械加工的主體（tǐ）部分，主要實施對工件的切削加工。其組成部分主要由主軸、床身、立柱、進給構件等（děng）加（jiā）工（gōng）部件。
 
     2）數控編程係統。數控係統是有別（bié）於普通機床的關鍵部分，也（yě）是數控加工的核（hé）心部件，由硬件設備和（hé）相應的軟件組成，主（zhǔ）要完（wán）成機械加工的程序輸入和存儲（chǔ），部分數控機床也可以完成對輸入參數的加工（gōng）和處理，完成某些特（tè）定的（de）操作功能。
 
     3）驅（qū）動（dòng）係統。驅動係（xì）統為數控車床加（jiā）工提供原動力，完成機械（xiè）加工。主要包括主軸電機、主軸驅動（dòng）結構、進給電機、進給結構等（děng），通過伺服機構由驅動係統控製實現主軸運動和進給運動。
 
     4）加工輔助係統。加工輔助係統是指在加工生產過程（chéng）中一（yī）些必要的輔助機構，保證（zhèng）切削加工的順利完（wán）成。主要包括噴射機構（gòu）、排屑機構、數（shù）控轉（zhuǎn）台、監測與檢測（cè）機構，主要作用為冷卻、排屑、照明、潤（rùn）滑等。

     2 、數控車床的工作原理

     數控車床與普通車床在加工過程上（shàng）有很大的區別，普（pǔ）通車床加工時需要加工人員根據零件加（jiā）工圖不斷改（gǎi）變車刀的運動軌跡，來完（wán）成（chéng）機械零件的加工。而數控車床是將（jiāng）刀（dāo）具以及相關構件通過數控編程語言進行設定，輸入（rù）NC 的裝置，通過伺服係統驅動相應的車床構件完成零件的加工（gōng），其具體過程如圖1 所示［2］。

     3 、數控車床加工精度的影響因素

     數控車床本身的（de）機械加工精度以及伺服係統驅動精度都能（néng）夠（gòu）影響數控（kòng）車床的加工精度。具體細分（fèn）影響數控車床加工精（jīng）度的原（yuán）因主要有車床本身幾何誤差、車床（chuáng）熱變形（xíng）誤差、伺服係統驅動誤差、車刀參數變化引起的誤差等（děng）。在數控車床加工中，伺服係（xì）統驅動誤差、車刀參數變化引起的誤差較為普遍。下麵（miàn）對（duì）這兩種影響因素進行詳細分（fèn）析。

     3.1 伺服係統驅動因素（sù）

     由數控車（chē）床工作（zuò）原理（lǐ）可知，伺服係統通過驅動車床部件完成零件（jiàn）的加工，其具體過（guò）程為：數（shù）控車床的定位由滾珠絲杠完成，滾珠絲杠由伺（sì）服電機驅動進行（háng）控製，滾珠絲杠的傳動誤（wù）差成（chéng）為定位精度影響因素之一。

     數控車床一般采（cǎi）用半閉環控製（zhì）伺服進給係統（tǒng）控製，其工作原理如（rú）圖2 所示［3］。在正（zhèng）常加工過程，絲杠由伺服（fú）電機控製進行反方向運轉時，會出現（xiàn）空隙的空運轉現象，造成反向間隙誤差。同時數控車床（chuáng）的（de）傳動和運動機構在外力作用下（xià）會產生彈性變形，並（bìng）且加工部位（wèi）與車床其他部位受力不同，造成彈性間隙發生也影響加工精度。此部分誤差為反（fǎn）向間隙誤差（chà）和正向傳動運轉（zhuǎn）誤差的疊加。
 

     3.2 車刀（dāo）參（cān）數變化因素

     數控車床的加工過程主要是車刀在編程控（kòng）製下對零件（jiàn）進行切削，達到所需的工件（jiàn）形狀。車削加工的車刀存在主偏角和刀尖（jiān）圓弧半徑［4］，對（duì）棒料類進行加工時，其軸線尺（chǐ）寸會存在（zài）一定的偏差，這一偏差與主偏角成反比，隨主偏角的增大而減小，與刀尖圓弧半（bàn）徑成正比（bǐ）。所以，在對數控車床進行編程時需要根據加工零件的特點，將軸向尺寸的偏差規律考慮在內，對其相關位移長度進行調整（zhěng）。在數控車床（chuáng）運（yùn）轉時，車刀的刀（dāo）尖（jiān）圓弧半徑、主偏角、刀（dāo）尖與（yǔ）零件中心的（de）高度偏（piān）差等都可能影響數控車（chē）床的加工精度，需要在編（biān）程時進行考慮和分析（xī）。

  
     根據以往的（de）研究，影響數控車床加（jiā）工精度（dù）因素的影響程度存在（zài）一定（dìng）的（de）差別，對其匯總分類可（kě）得：車床本身誤差所占比例為45%~65%，加工中（zhōng）的過程誤差所占（zhàn）比（bǐ）例為25%~40%，檢（jiǎn）測誤差所（suǒ）占比例（lì）為10%~15%。

     4 、提高數（shù）控車床加工精度的有效措施

     如何提（tí）高數控車床的加工精（jīng）度（dù），生產出更加精密的零件，一直是學者關注和研究的重點，根據數（shù）控車（chē）床加工精（jīng）度的影響因素（sù），可通過提高導（dǎo）軌（guǐ）幾何精度、誤差補（bǔ）償法、誤（wù）差防止法控製和提高加（jiā）工（gōng）精度。

     1）提（tí）高導軌幾何精度（dù）。數控車床的發展趨勢為高切削速度、高加工精度，較高的切削速度必然會（huì）引起振動，所以需要導軌具有較（jiào）好的精度（dù）穩定性和較高的剛度，可以采用鋼製滑動軌道整體（tǐ）磨削的方法進行提高。具體方法為：數控車床在設計時采用淬硬處理後的鋼製滑動導軌，用螺釘固定在由導軌磨床磨削後的平麵上，導軌與導軌基（jī）座（zuò）之間縫隙用注塑填充物進行充實，最後（hòu）進行整體磨削，獲得較好（hǎo）的幾何精度。
 
     2）誤差（chà）補償法（fǎ）。誤差補償法是通過數控係統的補償功能，對已存在（zài）的坐標軸偏差進行補償的方法，精度不高的車床可以通過誤差補償法加工出較高精度的產品。此方法可由硬件或軟件（jiàn）完成。例如（rú）采用半閉環伺服係（xì）統的數控車床，由於反向偏差的（de）影響其定位精度存在誤差，可以采用對反向（xiàng）偏差補償的（de）手段消除誤差［5］。
 
     3）誤差防止法。誤差防止法是在數控機床的設計和製造階段（duàn）通過提高（gāo）機械零件的精度來消除可（kě）能存在的誤差。此方法能夠從整體上較好地減小加工精度的（de）誤差，但是成本較高，並且此數控車床在原有基礎（chǔ）上繼續（xù）提高加工精度難度（dù）較大。

     5 、結（jié）語

     隨著製（zhì）造業的發展，數控（kòng）車床（chuáng）作為一種高效率的自動化機床被廣泛應用，其加工精度的高低直接影響產品的質量和（hé）工作性能。本文在簡要闡述數控車床組成和工作（zuò）原理的（de）基礎上，研究了數控車加工精（jīng）度的影響因素，主要對其伺服係統驅動因素和車刀參數變化因素進行了詳細分析。並提（tí）出了3 種提高數控車床加工精度的有效措施，分別為：提高導軌幾（jǐ）何精度、誤差補（bǔ）償法，誤差防止法。對於進一步研究和分析數控車床加工精度具有一定的參考價值。