摘 要：在機械加工過程中，經常有很多因素影響工件的加工質量，為使工件達到所要求的質（zhì）量（liàng）要求，在加工前就（jiù）必須將各種影（yǐng）響加工精度的因（yīn）素考慮進（jìn）去，也就是要對影響機械加工精度的因（yīn）素進行分析，並提出相應的解決方（fāng）案。本文（wén）結合自己的實踐經驗，就影響數控車床的機械加工精度因素做（zuò）一下分析。

      關鍵詞：機床誤差；係統誤差；隨機誤差；
 
       引（yǐn）言

      隨著現代製造技術的發展，數控（kòng）車床越（yuè）來越普及。與普通（tōng）車（chē）床相比，其在控製係統、伺服驅動、機械結構等方麵發生（shēng）了具大變化。數控車（chē）床采用數控係統控製，兩軸采用伺服電機直接驅動，大（dà）大縮短了原來普車的機（jī）械傳動鏈，在（zài）消隙、減磨等方麵有了很多改進。同時（shí）采用（yòng）閉環（huán）或半閉環的係統，使加工工件具（jù）有（yǒu）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（dàn）想要在實際生（shēng）產中實現高（gāo）精度加工，就必須對影響數控加（jiā）工精度（dù）的因素進行比較全（quán）麵的（de）了解，進而找出切實可（kě）行的（de）誤差控製方法（fǎ）。

      1、機床精度誤差

      根據被加工工（gōng）件的加工精度要求，機床按絕（jué）對（duì）分（fèn）級（jí）法分為六（liù）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，Ⅰ級精度（dù）最高。車（chē）床的加工（gōng）精度一般為IT6～IT7，對應（yīng）絕對精度為Ⅴ級。根據誤（wù）差產生原因，機（jī）床（chuáng）的精度誤差大致可分為係統誤差和隨機誤（wù）差兩類，一般影響機床（chuáng）精度的因素大致都可歸在上述兩類誤差中，如（rú）圖１所示。
 
      

                                                             圖1

      2、 機床係（xì）統誤差

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

      2.1 定位精度誤差

      由於機床在裝配過程中要受到主軸精度（dù）、導軌精度及絲杠等定位精度的影響，因此要對以上精度誤差進行控製。下麵詳細介紹以上三（sān）種誤差：

　　a) 主軸（zhóu）回轉誤差，機床（chuáng）主軸是裝（zhuāng）夾工件或刀具的基準（zhǔn），並將運動和動力傳給工（gōng）件或（huò）刀具，主軸回轉誤差將直（zhí）接影響被加工工件的精度；

　　b) 導（dǎo）軌（guǐ）誤差，導軌是機床上確定各機床部件相對位（wèi）置關係的基準（zhǔn），也是機床運動的基準。其誤差主要分為兩方麵：一方麵是（shì）導（dǎo）軌在水平麵內和垂直麵內的直線度（dù）誤差；另一（yī）方麵是前後導軌在垂直麵內的平行度誤差。前者直接決定刀具是否能均勻而平穩地直線（xiàn）進給，從而影響（xiǎng）被加工零件的（de）幾何精度。此外，機床（chuáng）床身導軌還承受刀架等部件的重力及工作載荷，當機（jī）床工作時（shí），功能部件（jiàn）在導（dǎo）軌（guǐ）上往複移動，這要求導軌（guǐ）副良好的低阻尼性。否則，勢必（bì）會（huì）使運動部件產生爬（pá）行現象，不能精確（què）定位。 後者直接降（jiàng）低機床（chuáng）導軌的精度和使用壽命。導軌的不均勻磨損和安裝質量，也是（shì）造成（chéng）導軌誤差的重要因素。導軌磨損（sǔn）是機床精度下降的主（zhǔ）要原因之一。
 
　　c) 傳動鏈誤差，傳動鏈誤差是指傳（chuán）動（dòng）鏈始末兩端傳動元件間相對運動的誤差。一般用傳動鏈末端元件的轉角誤差來衡（héng）量。

      2.2 幾何精度誤差

      a) 刀具（jù）的幾何誤差：刀具誤差對加工精度的影（yǐng）響隨（suí）刀具種類的不同而不同。采用（yòng）成形刀（dāo）具、展成刀具加工時，刀具的製造誤差會直接影響工件的加工精度，例如加工油套管（guǎn）螺紋時使用的螺紋梳刀，它的精度直（zhí）接影響（xiǎng）到管螺紋的精。但對（duì）一般刀具，其製造誤差對工件加工精度無直接影響。

b) 夾具的（de）幾何（hé）誤（wù）差：夾具的作用是使工件相當於刀具和機床具有正確的位置，因此夾具的製造誤差對工件（jiàn）的加工精度有很大影響。

c) 基準不重合誤（wù）差：定位基準與設計基準不（bú）重合時所產生的（de）基準（zhǔn）不重合誤差，隻有在采用調整法加工時（shí）才會產生，在試切法加工中不會產生（shēng）。

d) 定位（wèi）副製造不準確誤差：工件在夾（jiá）具中的正確位置是由夾具上的定位元（yuán）件來確定的。定位誤差在基（jī）準不重合誤差和定位副製造誤（wù）差的方向不同時，取兩者的矢量和。

      2.3 機床部件剛度（dù）誤差

      機（jī）床由（yóu）很多部件組（zǔ）成，它決定了機床的整體剛度。就車床而言，對機床精度影響較大的有：床身剛度、導軌剛（gāng）度、絲（sī）杠剛度以及床（chuáng）鞍剛度等。上述因素，均會導（dǎo）致在工件中產生較大變形，甚至出現振動，從而使工件的出現（xiàn）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（wú）簡易的剛度計算方法，這些部件的剛度主（zhǔ）要（yào）還是通過實驗方（fāng）法來測定。因此在設（shè）計機床部件結構時，應選擇剛度較大的結構，選用剛性好的材質，合理選擇吃刀量和（hé）進給速（sù）度，盡量減小部件剛度對工件加工精度的影（yǐng）響。

       3 、隨機誤差分類

      機床的隨機誤差是由外部條件引起的，受外界條件影響較大。它（tā）可（kě）分為：定位精度誤差、幾（jǐ）何精度誤差、熱變形誤差等。

      3.1工（gōng）藝係統受載變形（xíng）引起的誤差（chà）

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

      因此，要合理地選（xuǎn）擇刀具材（cái）料，增大刀具的（de）前（qián）角和主偏角（jiǎo），對工件材料進行合理的熱處理以改善其加工性能。同（tóng）時，要提高工藝係統剛度，減少切削力並壓縮它們的（de）變動幅值。

      3.2 內（nèi）應（yīng）力重新分布引起的誤差

      所謂內應力，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（dàn）產生內（nèi）應力，就會使工件（jiàn）處（chù）於一種高能位的不穩定狀態，從而本能地向低能位的穩定狀態轉化，並伴隨工件變形，最終（zhōng）使工件喪失原有的加工精度。例如，工件在熱處理後，由於壁厚不均、冷卻不均等（děng）原因，產生內應（yīng）力，從而導致變形，最終降低加工精度。
因此，在設計零件時（shí），要盡量做到壁厚均勻，結構對稱，以（yǐ）減少（shǎo）內應力的產生。

      3.3 熱變形引起的誤差

      在精密加（jiā）工和大件加工中，工（gōng）藝係統（tǒng）熱變形對工件加工精度（dù）的影響較大，由熱變形所引起（qǐ）的加工誤差有時可占工件總（zǒng）誤差的40%～70%。機床、刀具和（hé）工件受到各種熱源的作用，溫度（dù）會逐漸升高，同時它們向周（zhōu）圍的物質和（hé）空間傳遞熱量。從而使工（gōng）件（jiàn）和整個工藝係統產生（shēng）變形，當單位時（shí）間傳入的熱量與其散出的熱量相等時，工藝係統就達到了熱平衡狀態。例如，在車（chē）削（xuē）大件過（guò）程中，因切削力過大（dà）導致主軸軸承及Z軸絲杠溫度提（tí）高，從而產生較大變形，最（zuì）終影響工件的加工精度。

       4、 結束語

      綜上（shàng）所述，除上（shàng）述主（zhǔ）要影響因素外，影響數控（kòng）車床的加工精度因素是多方麵的。工藝設計、工作環境以及操作人員的技能水平等，都有可能對工件的加工（gōng）精度造成一定影響。所以加工工件時要（yào）結合具體情況及多種因素，從設計、製造、操做（zuò）三個方麵加以考慮。