摘 要：在機械加工過程中，經常（cháng）有很多因素影響工件的加工質量，為使工（gōng）件達到所要求的質量要求，在加工前就必須將（jiāng）各種影（yǐng）響加工精度的因素（sù）考慮（lǜ）進（jìn）去，也就是要對影響機（jī）械（xiè）加工精度的因素進行分析（xī），並提出相應的（de）解決方案。本文結合（hé）自己的實（shí）踐經驗，就影響數控車床的機械加工精度因素做一下分析。

      關鍵（jiàn）詞：機床誤差；係（xì）統誤（wù）差；隨機誤差；

  
      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（de）發展，數控車床越來越普及（jí）。與普通車床（chuáng）相比，其在控製係統、伺服（fú）驅動（dòng）、機械結構等方麵發生了具大變化。數控車床采用數控（kòng）係統控製，兩軸采用伺服電機直接驅動，大大（dà）縮短了原來普車的機械傳動鏈，在消隙、減（jiǎn）磨（mó）等方麵有（yǒu）了很多改進。同時采用閉環或半閉環（huán）的係統，使加工工件具有（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。但想要在實際生產中實現高精度加工（gōng），就必須對影響數控加工精度的因素（sù）進行比較全麵的了解（jiě），進而找出（chū）切實可行的誤差控製方法。

       １ 機床精度誤差（chà）

      根據被加工工件的加工精度（dù）要求，機床按絕對（duì）分級法分（fèn）為六個絕對精度等級（jí），分別用羅馬（mǎ）數字Ⅴ、Ⅵ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ表示，Ⅵ級精度最低，Ⅰ級（jí）精度最高（gāo）。車床的加工精度一般為IT6～IT7，對應絕對（duì）精（jīng）度為Ⅴ級。根據誤差產生原因（yīn），機床的（de）精度誤差大（dà）致可分為係統誤差和隨機誤差兩類，一般影響機床精度的因素大致（zhì）都可（kě）歸在上述兩（liǎng）類（lèi）誤差中，如圖１所示（shì）。
 
     

                                          圖1

        2 機床係統誤差

      機床的係統誤差是機床自身產生的，在製造過程中形成的。它可分為：定位（wèi）精度（dù）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（zhuāng）配過程中要受到主軸精度、導軌精度及絲杠等定位（wèi）精度的影響，因此要對以（yǐ）上精度誤差進行控製（zhì）。下（xià）麵（miàn）詳細介紹以上三種誤差：

　　a) 主軸回轉誤差（chà），機床（chuáng）主軸是裝夾工件或刀具的（de）基準，並將運動和動力傳給工件或刀具，主軸回轉誤差將直接影響被（bèi）加工工件的（de）精（jīng）度；

　　b) 導軌誤（wù）差，導軌是機床上確（què）定各機床部件相對位置關係的基準，也是機床運動的（de）基準。其誤差主（zhǔ）要分為兩方麵：一方麵是導軌在水平麵內和垂直麵內的直線（xiàn）度誤差；另一方麵是前後導（dǎo）軌在垂直麵內的（de）平行度誤差。前者（zhě）直（zhí）接（jiē）決定刀具是否能均勻而平穩（wěn）地直線進給（gěi），從而影（yǐng）響被加工零件的幾何精度（dù）。此外，機床床身導軌還（hái）承受刀架等部件的重力及工作載荷，當機床工作時，功能部件在導軌上往複移動，這要求導軌副良好的低阻（zǔ）尼性。否則，勢必會使運動部件產生（shēng）爬行現（xiàn）象，不能精確定位。 後者直接降低機床導軌的精度和使（shǐ）用壽命。導軌的不均（jun1）勻磨（mó）損和（hé）安裝質量，也是（shì）造（zào）成導軌誤差的重要（yào）因素（sù）。導軌磨損是機床精度下降的主要（yào）原因（yīn）之一。

　　c) 傳動鏈誤差，傳動（dòng）鏈誤差是指傳動鏈始末兩端傳動元件間相對運動的誤差。一般用傳動鏈（liàn）末端元件的轉角誤差（chà）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（de）不同而不同（tóng）。采用成形刀具、展（zhǎn）成刀（dāo）具加工時，刀具的製造誤（wù）差會直接影響工件的加工精度，例如加工油套管螺（luó）紋（wén）時使用的螺紋梳（shū）刀，它的精度直接影（yǐng）響到管螺（luó）紋的精。但對一（yī）般刀具，其製（zhì）造誤差對工件加工精度無直（zhí）接影響。

      b) 夾具的幾何誤差：夾具（jù）的（de）作用是使工件相當於刀具和機床具有正（zhèng）確（què）的位置，因此夾具的製造誤差對工件的加工精度（dù）有很大影響（xiǎng）。

      c) 基準不重合誤（wù）差：定（dìng）位基準與（yǔ）設計基（jī）準不重合時所產生的基（jī）準不重合誤差，隻有在采（cǎi）用調整法加工時才會產生，在試切法加工中不會產生。

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

      2.3 機床部件剛度（dù）誤差

      機床由很多部件組成，它決定了機床的（de）整體剛度。就車床而言，對機床精（jīng）度影（yǐng）響較大（dà）的有：床身剛度、導（dǎo）軌剛度、絲杠剛度以及床鞍剛（gāng）度等（děng）。上（shàng）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（shǐ）工件的出（chū）現振紋，表麵光（guāng）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（dù）計算（suàn）方法，這些部件的剛度主要還是通（tōng）過（guò）實驗方法來測定。因此在設計機床部件結構時，應選擇剛度較大的（de）結構，選用剛（gāng）性好的材質（zhì），合理選擇（zé）吃刀量和（hé）進給速度（dù），盡（jìn）量減（jiǎn）小部件剛度對工件加工精度的影響。

       3 隨機誤（wù）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。它可分為：定位精度誤差、幾何精（jīng）度誤差、熱變（biàn）形誤差等。

      3.1工藝係統受載變形引起的誤差

      工件在車削時，常會（huì）受到切（qiē）削力、夾緊力、慣性力、重力等的作用，從而產生相（xiàng）應的變形，最終（zhōng）破壞了刀具和工件之間的正確的相對位置，降低了工件的加工精度。例如，當（dāng）工件剛度遠小於刀具（jù）及夾（jiá）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（le）加工（gōng）精度。反之，當工件的剛度遠大於刀具及夾具的剛度時，在加（jiā）工工（gōng）件過程中刀具及夾（jiá）具（jù）就會出現（xiàn）變形，也會（huì）降低工件的（de）精度。

      因此，要合理地選擇刀（dāo）具材料，增大刀具的前角和主（zhǔ）偏角（jiǎo），對工件材料（liào）進行合理的熱處理（lǐ）以（yǐ）改（gǎi）善其加工性能。同時，要提高工藝係統剛（gāng）度，減少切削（xuē）力（lì）並（bìng）壓縮（suō）它們的變動（dòng）幅值。

      3.2 內應力（lì）重新分布引起的誤差

      所謂（wèi）內應力，即是在沒有外力作用而（ér）存在（zài）於零件內部的應（yīng）力。工件上一旦產生內應（yīng）力（lì），就（jiù）會使工件處於一種高能位的不（bú）穩定狀態（tài），從而本能地向低能位的穩定狀態轉化，並伴隨工件變形，最終使工件喪失原有的加工精度。例如，工件在熱處（chù）理後，由於壁厚不均、冷卻不均等原因，產生內應力，從而（ér）導（dǎo）致變形，最終降（jiàng）低加工精度。

      因此（cǐ），在設計零件時，要盡（jìn）量（liàng）做到（dào）壁厚（hòu）均勻，結構對稱，以減少內應力的產生。

      3.3 熱變形引起的誤差

      在精密加工和大件加工（gōng）中，工藝係統（tǒng）熱變形對工件加工（gōng）精度的影響較大，由（yóu）熱變形（xíng）所引起的加工誤差有時可占工件總誤差（chà）的40%～70%。機床、刀具和工件受到各種熱源的作用，溫度會（huì）逐漸升高，同時它們向周（zhōu）圍的物質和空間傳遞熱量。從而使工件和整個工藝係統產生變（biàn）形，當單位（wèi）時間傳（chuán）入的熱量與其散出的（de）熱量（liàng）相等時，工藝係統（tǒng）就（jiù）達到了熱平衡狀態。例如，在車削大件過程中，因切削力過大導致主（zhǔ）軸軸承及Z軸絲杠溫度提高，從而（ér）產生（shēng）較大變形，最終（zhōng）影響（xiǎng）工件的加工（gōng）精度。

       4 結束語

       綜上所述，除上述主要影響因素外，影響數控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（de）技能水平（píng）等，都有可能對工件的加工精度造成一定（dìng）影響。所以加工工件時要結合具體情況及多種因素，從設計、製造（zào）、操做三個方麵加以考慮。（文自：沈陽第一機（jī）床廠）