數控車床（chuáng）加工精度影響因素分析（xī）
2019-5-20 來源：丹東市技師學院 作者：解川一霖
摘要：隨著數控車床製作工藝和技（jì）術的不斷提高，其在機械製造業中得到了廣泛的應用，由於數控車床的精度控（kòng）製直接影響著加工機械產品的精度，因此引起（qǐ）了業界和學術界的重視和關注。本文以數控車床加工精度影響因素為研究（jiū）課題，首先介紹了數控車床的（de）工作原理和及其工作特點，然後（hòu）詳細分析了數控車床加（jiā）工精度的影響因素，並提出了提高數（shù）控（kòng）車（chē）床加（jiā）工精度的方法和措施。
關鍵（jiàn）詞（cí）：數控（kòng）車床（chuáng）；加工精度；影響因素；方法
1、數控車床（chuáng）工作原理及其工作特點
1.1 數（shù）控車床的工作原理
數控車床是一種高精度、高柔性和高（gāo）效率的自動化機床，其組成部分主要（yào）包括動力源（yuán）、電子控製單元、機械本體、伺服係統和傳（chuán）感器等。其（qí）配備動力刀塔或者（zhě）多刀位（wèi）刀塔，加工（gōng）的複雜工件包括直線圓柱、斜線（xiàn）圓柱以及各種（zhǒng）螺紋、槽、蝸杆。其（qí）工作原理有別（bié）於普（pǔ）通車床，通過對零件（jiàn）圖紙進行加工程序的編（biān）製，然後將（jiāng）編程係統輸入CNC裝（zhuāng）置，然後CNC裝置經過（guò）大量的數（shù）據運算（suàn）和處理，把命令直接傳輸給伺服係（xì）統即執行機器，執行機器根據指令要求驅動機（jī）械本體各部件加工出零件（jiàn）圖紙（zhǐ）要求的零件成品。
1.2 數控（kòng）車床工（gōng）作（zuò）特點
數（shù）控車床相比傳統車床，有著以下幾個方麵的優越性能，第一，配備的動力刀塔（tǎ）或者（zhě）多刀位刀塔能夠（gòu）實現複（fù）雜工件的加工製造；第二，高自動化，能夠同時完成不同零件的加工製造，提高（gāo）生產效率；第三，高精度，工作穩定性高；第四，高精密性（xìng），對於工（gōng）作人員的專業素養要求較高。
2、數控車（chē）床加工（gōng）精度影響因（yīn）素分析
車床的加工精度一般受材料、安（ān）裝、檢測、環境以及（jí）製造工（gōng）藝等諸多方麵的影（yǐng）響（xiǎng），就（jiù）其加工精度而言，一（yī）般由車的精度、編程精度、伺服精度和（hé）插補精度組成。在數控車床加工精度影響因素中，較為常見的是伺（sì）服係統驅動（dòng）誤差、車刀參數變化等方麵影響數（shù）控車床加工精度，當然從數控車床加（jiā）工精度的四個組（zǔ）成部分分析，每個組成部分出現問題都會對數控車床的加工精度造成影響，如車床本身（shēn）幾何誤差、車床（chuáng）輔助性能下降等也是（shì）數控車床加（jiā）工精度失控的主要原因之（zhī）一。下（xià）麵就兩（liǎng）種常見的影響因素進行（háng）詳細的分析：
2.1 車刀參數變化因素
數控車床的加工過程（chéng）主要是在編程控製車刀對零件進行切（qiē）削達到設計圖紙標準完成的（de），在對棒料類進行車削加工時，由於其軸線尺寸以及車削加（jiā）工的車刀本身存在主偏角和刀尖圓弧半徑會存在一定的偏差，並且這個偏差與刀（dāo）尖圓弧半徑成正比（bǐ），與主偏角成反（fǎn）比，所以在類似材料進行（háng）車（chē）床加工時，要根據（jù）加工器件的（de）特點（diǎn）以及計算出來的準確誤差（chà）數（shù）據進行程序編製，修正因為車刀刀尖圓弧（hú）半徑、主偏角、刀尖與零件中心高（gāo）度偏差造成數據（jù）車床加（jiā）工精度出現的（de）誤差。
2.2 伺服係統驅動因素（sù）
伺服係統驅動因（yīn）素造成數控車（chē）床加工精度出（chū）現問題，其具體過程包括數控車床的定位是有滾珠絲杠完成的，伺服係統是車床（chuáng）加工的驅動中心，滾珠絲（sī）杠通過伺服係統的控製完成指定位置（zhì）的移動，而在這個移動過程中，會出現空運轉現象導致的反向間隙誤差，同時，數控車床在外力作用下完成傳動狀（zhuàng）態會出現彈性變形（xíng），由於機床各部位受力不均衡導（dǎo）致彈性間隙（xì）進（jìn）而（ér）引起加工控製精度的變化。
3、提高數控車床加工精度的方法
3.1 誤差防（fáng）止法
誤差防止法主要是通過優（yōu）化機床的構（gòu）造，提前消（xiāo）除影響數控車床加工精（jīng）度（dù）的因素，避免誤（wù）差（chà）的出現（xiàn）。這種（zhǒng）事先預防的方法能夠（gòu）很好（hǎo）地解決可能存在誤差源的影響因素，但是誤（wù）差防止法的應用需要結合數控（kòng）機床（chuáng）改造成本（běn）以及數控機床係統和部件升級換代等方麵的實際狀況，避免（miǎn）因為對機床構（gòu）造的優（yōu）化加大（dà）企業的投（tóu）入成本（běn）和改造不當造（zào）成的數（shù）控車床報廢（fèi）和難以升級換代的（de）事情發生。
3.2 誤差補償法
誤差補償法（fǎ）主要通過數控係統的自我補償功能，對車床坐標軸存在的誤差源進行補償，這種方法既能夠通過硬件來實現，也（yě）可以通過軟件來完成。如針對半閉環私服係統數控車床上的車（chē）刀變化因素引起的誤差，對反向偏差進行補償，通過編程的方法，或者通過相應的軟件，實現對（duì）工件和刀具的定位，減少加工（gōng）零件的精度誤差。
3.3 做好數（shù）控車床的整體設計
在我國數控車床製（zhì）造企業中，大多采用主機結構進行自行（háng）設計，重要功能部件外購，這樣能夠有效地（dì）降低車床的製造成本。因此在數控車床的整體設（shè）計中，一定（dìng）要（yào）遵循等剛度的設計原則，避免因為剛度不均衡導致的車床局部結構變形過大的事故發生；另外，數控車床主軸係統的熱態性能的設計中，由於車床（chuáng）熱誤差在製造完成後很難進行改進，因（yīn）此需要在設計階段給予充分的重視，在主軸係統（tǒng）的設計中結合好“熱對稱”理論，講最容（róng）易出（chū）現誤差源的零（líng）件放置在熱對稱麵上，消除（chú）因為箱體發熱造成的零點漂移現象。
4、結（jié）語
數控車床作為一（yī）項（xiàng）集現代機械製造技（jì）術、自動控製技（jì）術、檢測技術、計算機信息技術於一體（tǐ）的機（jī）電一體化設備。其能夠加工各種（zhǒng）複（fù）雜工件，推動了複（fù）雜器件批量化生產的發展步伐，既提高了（le）製造企業的生產效率，同時也為企業到來了巨（jù）大的經濟效益。隨著生產過程自（zì）動化（huà）的飛速發展，提高了數控車床的工（gōng）作效（xiào）率，相應的也對加工精度也（yě）提出了新的要求，因此，確保每個組成部分的精度控（kòng）製（zhì），熟練掌握數控車床（chuáng）的操作技巧，才能夠保障機械器件的性能，為社會生產出性能優越的生產產品和生活產品。
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