摘 要：機床在加工作業中容易出現各種類型的誤差，將直接導致加工後（hòu）的零件精度失準。工（gōng）業零件的加工精度主要取決於機床自身的精度設定和調節。現通過（guò）列舉機床在加工過程中容（róng）易出現的誤差，簡要分析了各（gè）種誤差的誘發因素（sù），並針對這些原因提出相應的消除方法來提（tí）高機床的加工精度。
 
      關（guān）鍵詞：機床；加工誤差（chà）；精度；改進（jìn）策略
 
      0 引（yǐn）言（yán）
 
      目前，國內（nèi）眾多行業正在使用（yòng）的大型加工機（jī）床一般分為（wéi）普通型和精密數控型兩類（lèi）。機床在長期運行中容易出現加工誤差，導致工件精度降（jiàng）低。誤差出現的原因是（shì）多方麵的，通過研究能夠明（míng）確，普通型機床容易出（chū）現（xiàn）的（de）加工誤差主要來自於機床自身硬件工藝誤差，而精密數控型誤差的主要起因除自身硬件製造精度較低外，多與數控機床的獨特性結構有關。
 
      1、 普通型機床加工誤差
 
      普通型機床加工誤（wù）差主要包（bāo）括機床主軸誤差、機床（chuáng）導軌誤差和元件間傳動鏈誤差三（sān）種。
 
      1.1 機床主軸誤差
 
      主軸誤差又被稱為主（zhǔ）軸回轉誤差。在機床主軸回轉誤差中，根據（jù）主軸不同部位和軸承不同部位之間因運動而相互接觸摩擦形式的不同（tóng），可將（jiāng）機床主軸回轉誤差分為軸徑向圓周跳動、軸向外凸竄動和在安裝軸（zhóu）承內擺動三種形式。
 
      圖1所示的圖形即為機床主軸回轉誤差的基本形式，圖中的δd即回轉相對誤差。
  

     
  
                          圖1 機床主軸回轉誤差的基本形式
      
      產生主軸回轉誤差（chà）的原因有兩點：其一是機床主軸自（zì）身的幾（jǐ）何軸線並不一定就是在（zài）機床部件運行時圍繞主軸（zhóu）旋轉工作的軸線，這樣的工藝缺（quē）陷（xiàn）勢必造成加（jiā）工零件達不到規定的出品精度；其（qí）二是主軸因長期的高壓運行引發（fā）大麵積磨損，軸徑變細，開（kāi）始與軸承之間出現較大的間（jiān）隙，主軸在間隙內（nèi）工作時出現明顯跳動。
 
       1.2 機床（chuáng）導（dǎo）軌誤差
 
      機床（chuáng）上的導軌是固定各機床部件相對位置（zhì）的（de）重要部（bù）位。所謂導軌誤差，是指導軌（guǐ）上的（de）機身運（yùn）行方向與理論設計方向之間的偏離差。常見的導（dǎo）軌誤差一方麵是由（yóu）於自（zì）身（shēn）製造工藝落後（hòu），並出現安裝質量不佳導致的誤差；另（lìng）一方麵是由（yóu）於導軌長期在不規則（zé）的受力作用（yòng）下出現了不均勻磨損，例如，普通臥式機床導軌一般具有的誤差分為出現在水平表麵的直線度誤差和出現在垂直表麵（miàn）的直線度誤差，兩者均能直接作用影響加工零件的形狀及尺寸規格。圖2所示為代表性臥式機床導軌的直線度誤差，其中Δ1和Δ2分別表示在水平方向xy麵和垂直方向zx麵形成的直線度誤差。Δ1作（zuò）用於加工精度的影（yǐng）響效果較大，能夠直觀地呈現在工件（jiàn）表麵的法線方向；Δ2的出現往往易引發工件的形狀和（hé）規格尺寸誤（wù）差。當然，Δ1和Δ2比較之下（xià），Δ2對（duì）加工精度的影響較小（xiǎo）。
 

        
       圖2 臥式機床導軌在水平平（píng）麵和垂直平麵的直線度（dù）誤差
     
       1.3 元件間傳動鏈誤差
 
       元件間傳動鏈誤（wù）差是由傳動鏈在驅動行（háng）駛下存在於傳動鏈頭尾兩端元件之間的相對位移誤差（chà），一般使用傳動鏈尾端的元件轉角誤差值作為衡量參（cān）數。傳動鏈誤差的出現，主要原因可能是傳動鏈首末端的各部（bù）件製造（zào）工藝及（jí）安裝偏差，同時各部件在工作中的使用損耗也會（huì）引（yǐn）發傳動鏈（liàn）誤差。
 
        2 、精（jīng）密數控型機床加工誤差
 
        2.1 機床定位（wèi）精度（dù）誤差
 
       數控機床（chuáng）的控製係統可以對機床中（zhōng）的各部件所在的坐標點進行相應的位置標記（jì），通（tōng）過對運動中（zhōng）這些點的控製（zhì），實時定位機床加工的進度和精度。定位精度誤差所指的正是數控機床在定位時不能準確判斷（duàn）和（hé）標定各部件實際所在的坐標點，而存在的與（yǔ）理論設計值（zhí）之間（jiān）的偏差。誘因可能是數控係統自身程序設（shè）計（jì）缺陷、機械傳動裝置（zhì）磨損偏（piān）差、係統中出現的計算插補（bǔ）誤差、目標（biāo）跟蹤誤差等。
 
       2.2 機床元器（qì）件反饋誤差
  
      精密數控機床擁（yōng）有由連續反饋元器件構成的（de）檢測反饋（kuì）裝置。這些裝置一般會被安裝於機床操作台或應力杠上，工（gōng）作（zuò）時隻需要將操（cāo）作台的直線方向或成角方向的位移變（biàn）量轉換為可傳輸的電流信（xìn）號，數控中心就能分析出當前的位移量（liàng）與理論指令之間的誤差。一旦存在誤差被檢測（cè）出，則操作台會在數控係統的控製下向著誤差減少的方向（xiàng）移動，直至誤差消除。機（jī）床元器件反饋誤差誘因一般包括裝置製造工藝誤差、零部件變形等方麵。
 
      3 、提高機床加工（gōng）精度的具體（tǐ）改進策略
 
      3.1 提高（gāo）普通型機床加工精度的策略
 
      3.1.1 消除機床主軸誤差（chà）
 
     （1）保持（chí）對機床設備的愛護，確保操作時不會對主軸施加（jiā）外力作用，如敲擊等（děng）。
     （2）強化與機（jī）床主軸箱配套的箱（xiāng）體支撐孔（kǒng）、主軸軸杆和軸承，以及其他相配合部位所有外在表麵的加（jiā）工精度。
     （3）主軸軸承的質量控製要過關，要求高精度。在安裝主軸時（shí）要（yào）確保主軸平衡，且（qiě）與軸承（chéng）實現無（wú）縫貼合。對於部分高精度的滾動軸承，應提前預加載荷來確保降低磨損（sǔn）。
     （4）盡量選用能夠實現運動功能（néng）與定位功（gōng）能相分（fèn）離的主軸結構，消除（chú）加工工件時機床主軸回轉誤差對工件回（huí）轉精度的不良影響。
     （5）提高主軸回轉精（jīng）度。可利用液體或氣體等介質灌注的靜壓軸承，這樣能夠對主軸軸頸的（de）形狀誤差調（diào）節起到均化作用。
 
      3.1.2 消除機床導軌（guǐ）誤（wù）差
 
     （1）機床的固定要平衡平穩，一般應采用正確的安裝方固定於（yú）實地基礎上，對整體的位置、距離等（děng）進行準確精密的調整。
     （2）日常需重視導軌的保養和維護，經常清理衛生，杜絕鐵質粉末等覆蓋，防止重物對導（dǎo）軌的碰撞。
     （3）使用潤滑油等潤滑機床導軌，使導軌光滑順暢，確保機床在移動（dòng）時不易磨損導軌表麵，同時還應塗抹防鏽材料防止生鏽。
     （4）合理掌握實際工作環境，在合適條件下，搭配應（yīng）用不同導軌形狀和組合形式，放長操作台（tái）與機床自身導軌之間的銜接距離。
     （5）積極利用液（yè）態（tài）油或空氣的壓力均化作用，選擇（zé）靜壓導軌，提（tí）高工作台的直線方向驅動精度，並（bìng）保持長期的精度穩態（tài）。
 
      3.1.3 消除（chú）元件間傳動鏈誤差
 
    （1）考慮提（tí）升傳（chuán）動鏈的傳動精度，減少（shǎo）鏈兩（liǎng）端的（de）傳動元件個數，控製傳動鏈長度。
    （2）可以考慮將已有傳動鏈更（gèng）換為降速傳動鏈。
    （3）可以采用誤（wù）差補償法（fǎ）。
    （4）提高傳動鏈末端的傳動元件製（zhì）造工藝和安裝質量（liàng）。
 
     3.2 提高精密數控型機床加工精度的策（cè）略
 
     3.2.1 消（xiāo）除（chú）機床定位精度誤差
 
     機床定位精度的調（diào）節離不（bú）開伺服係統特（tè）性、進給係統間隙與剛性以及摩擦特性等因素的影響。一般情（qíng）況（kuàng）下（xià），應確保（bǎo）係（xì）統響應時間（jiān）正常（cháng），數據交（jiāo）換靈敏可靠。
 
     3.2.2 消除機床元器件反饋誤差
 
    （1）機械式（shì）補償：傳統的（de）做法（fǎ）是采用機械（xiè）式補（bǔ）償，通過機械裝置的外掛（guà）和內嵌搭接，使得係統（tǒng）的控製能力提升（shēng）。但這無疑也增加了（le）更多的（de）連接點，需要投入大量資金（jīn）來進行硬件改造，不利於（yú）反饋因素的控製。
    （2）軟件補（bǔ）償：軟件補償技術主要是應用數控係統的補償控製單元，結合相配套的軟件，以實現誤（wù）差的（de）補償。其原理是通過對點（diǎn）的坐標數值進行修改來補（bǔ）償誤差等。
 
     4 、結語
 
     機床加工中影響零件加工精度的實際因素還有很多。機床加工誤差在工業活動中是無法完全消除的，隻有積極分析誤差產生（shēng）的原（yuán）因，加以思考，找出合理的（de）解決方法，才（cái）能采取相應的預（yù）防措施，減少加工誤差，提高機床（chuáng）加工精度。