摘要：數控車床的加工（gōng）精（jīng）度直（zhí）接影響機械零件的質量，因（yīn）此加工精度的影響因素受到廣泛關注。文中在概述數（shù）控車床（chuáng）組成和工作原理的（de）基礎上，研究了數控（kòng）車床加工精度的影響因素，並提出了提高數控（kòng）車床加工精度的有效措施，對於進一步探討數控車床加工精度的提高措施有一定的借鑒作用。
 
     關鍵詞：數控車床；加工精度；影響因素；措施

     0 引言

     數控車床在如今的機械製造業中已得到廣（guǎng）泛的應用（yòng），為企業（yè）和社會創造十分顯著的（de）經濟效益。機械產品（pǐn）的精度直接影響著產品（pǐn）的工作性能，而數控車床的精度控製直接影響著所（suǒ）加工機械產品的精度（dù）。隨著機械製造（zào）業的發展，對機械產品的精度要求越來越高，相應地對於數控車床的加工精度也提出了更高的要（yào）求。就一般數控車床而言，其加（jiā）工精度大體由4 部分決定：車床（chuáng）本身製造的精度；數（shù）控編程精度；車床（chuáng）伺服係統精度；插補環節的精度。車床在加（jiā）工過程中（zhōng）每一個過程因（yīn）素也都有可能影響到加工精度，例如卡緊（jǐn）環節、檢測環節以（yǐ）及外部環境等。所以對（duì）數控車床的精度控製要進行綜合考（kǎo）慮和控製。

     1、 數控車（chē）床的組成

     數控車床主要由4 部分組成：主機係統，數控編程係統，驅動係統，加工輔助係統［1］。

     1）主機係統。主機係統是機械加工的主體部分，主要（yào）實（shí）施（shī）對工（gōng）件的切削（xuē）加（jiā）工。其組成部分主要由主軸、床（chuáng）身、立柱、進給構件等加工部（bù）件。
 
     2）數控編程係統。數（shù）控係統是有別於普通（tōng）機床的關鍵部分，也是數控加工的核心部件，由硬件設備（bèi）和相應的軟件組成，主要（yào）完成機械加工的程序輸（shū）入和存儲，部分數控機床也可以完成（chéng）對輸入參數的加工和處理，完成某些特定的操作功能。
 
     3）驅動係統。驅動（dòng）係統為數控車（chē）床加工提供（gòng）原動力，完成（chéng）機械加工。主要包括主軸電機、主軸驅動結構、進給電機、進給結構等，通過伺服機構由驅動係統控製實現主軸運動和（hé）進給（gěi）運動。
 
     4）加工輔助係統。加工輔助係統是指在加工生產過（guò）程中一些必要的輔助機構，保證切（qiē）削加（jiā）工的順利完成。主要包括噴射機構、排屑機構、數控（kòng）轉台、監測與檢測機構，主要（yào）作用為（wéi）冷卻、排屑、照明、潤滑等。

     2 、數（shù）控車床的工作原理

     數控車床與普通（tōng）車床在加工過（guò）程上有很大的區別，普通車床加工（gōng）時需要加（jiā）工人員根據零（líng）件加工（gōng）圖不斷改變（biàn）車刀的運動軌跡，來完成機械零件的加工。而數控車床是將刀具以及相關構件通過數控編（biān）程語言進行設定，輸入（rù）NC 的裝置，通過伺服係統驅動相應（yīng）的車床構（gòu）件完成零件的加工，其具體過程如圖1 所（suǒ）示［2］。

     3 、數控車床加工精度的（de）影響因素

     數控車床本（běn）身的機械加工精度以及伺服係統驅動精度都能夠影響（xiǎng）數控車床的加工精度。具體細（xì）分影響數控（kòng）車床加工精度的原因主要有車床本身幾何誤差、車床熱（rè）變形誤差、伺服係統驅動誤差、車刀參數變化引起的誤差等。在數控車床加工中，伺服係統驅動誤差、車刀參數變（biàn）化（huà）引起（qǐ）的（de）誤（wù）差較為普遍。下麵對這兩種影（yǐng）響因素進（jìn）行詳細分析。

     3.1 伺服係（xì）統（tǒng）驅動因（yīn）素

     由數控車床工作原理可知，伺服係統通過驅動車床部（bù）件完成零件的加工，其具體過程為：數（shù）控車床的定位由滾珠絲杠完成（chéng），滾珠絲杠由伺服電機驅動進行控（kòng）製，滾（gǔn）珠絲杠的傳動誤差成（chéng）為定位精度影響因素之（zhī）一。

     數控車床一般采用半閉環控（kòng）製伺服進給係統控製，其（qí）工作（zuò）原理如圖2 所示（shì）［3］。在正（zhèng）常加工過程（chéng），絲杠由伺服電（diàn）機控製進行反方向運轉時，會出現空隙的空運轉現象（xiàng），造成反向間隙誤差。同時數控車（chē）床的傳動和運動機構在外力作（zuò）用下會產生彈性變形，並且加工部位與車床其他（tā）部位受力（lì）不同（tóng），造成彈性間隙發生也影（yǐng）響加工精度。此部分誤差為反向間隙（xì）誤差和（hé）正向傳動運轉誤差的疊加。
 

     3.2 車刀參數變化因素

     數控車床的（de）加工過程主要是車刀在編程控製下對零件進行切削，達到所需的（de）工件形狀。車削加工的車刀存在主偏角和刀尖（jiān）圓弧半徑［4］，對棒料（liào）類進行加工時，其軸線尺寸（cùn）會存在一定的偏差，這一偏差與（yǔ）主偏角成（chéng）反比，隨主偏角的增大而減小，與刀尖（jiān）圓弧半徑成正（zhèng）比。所（suǒ）以，在對數控車床進（jìn）行編程時需要根據加工零件的特（tè）點，將軸（zhóu）向尺寸的偏差規（guī）律考（kǎo）慮在內，對其相關位移長度進行調整。在數控車床運轉時，車刀的（de）刀尖圓弧半徑、主（zhǔ）偏角、刀尖與零件中心的高度偏差等都（dōu）可能影響數控車床的（de）加工精度，需要在編程時（shí）進行考慮和分析。

  
     根據以往的研究，影響數（shù）控（kòng）車床加工精度因素的影響程度存在一定（dìng）的差別（bié），對其匯總分（fèn）類可得（dé）：車床本身誤差所占比例為45%~65%，加工中的過程誤差所占比例為25%~40%，檢測誤差所占比例為10%~15%。

     4 、提高數控（kòng）車床加工精度的有效措施

     如（rú）何（hé）提（tí）高數控（kòng）車床的加工精度，生產出（chū）更加精密的零件，一直是學者關注和研究的重點，根據數控車床（chuáng）加工（gōng）精度的影響因素，可通過提（tí）高導軌幾何精度、誤差補償（cháng）法、誤差（chà）防止法控（kòng）製和提高加工精度。

     1）提高導軌幾何精度。數控車床的發展趨勢為高切削速（sù）度、高加工精度，較高的切削速（sù）度必然會引起（qǐ）振動，所以需要導軌具有較好（hǎo）的精度穩定性和較高（gāo）的剛度，可以采用鋼製滑（huá）動軌道整體磨削的方法進行（háng）提（tí）高。具（jù）體方法為：數控車床在設計時采用淬硬處理後（hòu）的鋼製滑動導軌，用螺釘固定在由導軌磨床（chuáng）磨削後的平麵上，導軌與導軌（guǐ）基座之間縫隙用注塑填充物進行充實，最後進行整體磨削，獲得較（jiào）好的幾何精度。
 
     2）誤差補償法。誤差補償法是通（tōng）過數控係統的補償功能（néng），對已存在的坐標軸偏（piān）差進（jìn）行補償的方（fāng）法，精度不高的車床可以通過誤（wù）差補償法加工出較（jiào）高精度的產品。此方（fāng）法可由硬件或軟件完（wán）成（chéng）。例如采用半閉環伺服係統（tǒng）的數控車（chē）床，由於反向偏差的（de）影響其定位精度存在誤差，可以采用對反向偏差補償的手段消除誤差［5］。
 
     3）誤（wù）差防止法。誤差防止法是在數控機床的設計和製造階段通過提高機械零（líng）件的精度來（lái）消（xiāo）除可能存在的誤差。此方法能（néng）夠從整體上較好地減小加工精度的誤差，但是成本較高，並且此數控車（chē）床在（zài）原有基礎上繼續提高加工精度難度較大（dà）。

     5 、結語

     隨著製造業的（de）發展，數控車床（chuáng）作（zuò）為一種高效率的自動化機床被廣泛應（yīng）用，其（qí）加工精度（dù）的高低（dī）直接影響產品的質量和工作（zuò）性能。本文在簡要闡述數控車床組成和工作原理的基礎上（shàng），研究了（le）數控車加工精度的影響因素，主要對其伺服（fú）係統驅動因素和車刀參數變化因素進行了詳細分析。並提出了3 種提高數控車床加工精度的有效措施，分（fèn）別為：提高導（dǎo）軌幾何精度、誤差補償法，誤（wù）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（kǎo）價值。