數控機床加工精度的影響因素及提高對策

李翔宇 路 輝

（1.沈陽第一機床廠，遼寧 沈陽 110000；2.中捷鉆鏜床廠，遼寧 沈陽 110000）

1 數控機床的加工精度影響因素

1.1 對安裝環境的要求

1.1.1 對安裝位置的要求

數控機床的安裝位置是有一定的要求，要遠離有震動的位置，避免潮濕和有關熱輻射對機床的影響，例如，在機床安裝的位置有振源，我們要對機床做一些防振措施。

1.1.2 對溫度的要求

數控機床的工作環境溫度是在30攝氏度以下，一般來說在數控機床的內部都設有防潮設備，例如排風機，來保證數控機床內部元件的正常工作溫度。數控機床的內部溫度如果過高會影響元件的壽命，導致機床加工精度下降。

1.2 數控機床的就位

機床就位的注意事項：

（1）數控機床從生產廠家運送到后，必須要和廠家的工作人員認真檢查包裝完整性，而且要進一步開箱檢查。工作人員包括設備管理人員、設備采購人員、廠家的指定負責人等等。

（2）在開箱檢查時，避免雜物調入包裝箱內，以免損壞機床的重要部件，影響加工精度或者影響機床的正常工作。

（3）吊運和鏟運時，避免車輛大幅度旋轉，以免包裝箱內的設備發生碰撞。

2 數控機床的誤差

2.1 主軸回轉誤差

主軸回轉誤差：是指機床的主軸實際回轉時各瞬間的回轉軸線相對于其平均回轉軸線的變動量，主軸的誤差是影響數控機床加工精度最主要因素，因為無論加工任何零件，主軸的精度都需要保證，所以說保證主軸的精度是非常重要的。

如果數控車床的主軸在回轉一周時，來回跳動一次，那么加工出來的形狀則似為螺旋線：向前跳動的半周形成右螺旋面，向后跳動的半周形成左螺旋面，端面對軸心線的垂直度誤差隨切削半徑的減小而增大，其關系為：

式中：A——主軸軸向圓跳動的幅度；

R——工件車削端面的半徑；

θ——端面切削后的垂直度偏差。

2.2 導軌誤差

導軌誤差項有三種，分別為水平面內的直線度、垂直面內的直線度、扭曲。在以上三種影響因素中，導軌的水平方向上影響最大，在垂直方向上可以忽略不計，同時也要考慮導軌的扭曲。

假設導軌僅有導向誤差α（為σ1繞i′的轉角），由解析幾何知，P點在σ′和σ1中的坐標有如下關系：

記列矩陣為 r′=[x′y′z′]Tr1=[x1y1z1]T

3 數控機床的精度提高方法

3.1 機床導軌的調平

3.1.1 意義

機床導軌是機床安裝水平的檢驗關鍵，機床的主床身及導軌安裝水平調平的目的是為了取得機床的靜態穩定性，它是機床幾何精度和工作精度檢驗的前提條件。

3.1.2 調整的方法

導軌的調平方法通常使用水平儀在為機床準備的地基上用地腳螺栓和墊鐵精調機床主床身及導軌的水平。同時調整和移動機床上的零部件，觀察水平儀的變化并記錄數據。

如果導軌的精度不在范圍內調整機床的幾何精度，使導軌的平整度在允許范圍內，一般機床床身普遍是靠墊鐵支撐，各支撐墊鐵全部起作用后，再壓緊地腳螺栓。

3.1.3 允許的偏差范圍

對于一般精度機床，水平儀計數不超過0.04mm/1000mm；對于高精度機床水平儀計數不超過0.02mm/1000mm。

導軌故障原因為導軌面研傷；排除方法用180#砂布在機床導軌上修復研傷面。

導軌故障原因是導軌壓板研傷；排除方法把機床的壓板拆下，調整壓板與導軌間隙。

導軌故障原因為導軌鑲條與導軌間隙太小，調得過緊；排除方法是調整鑲條止退螺釘的松緊度，知道調整到運動部件運動靈活，調整完事后鎖緊止退螺釘。

3.2 數控機床幾何精度的調整

機床的整體床身在找平后移動其上的零部件，觀察在所有坐標內機床的精度在水平方向上的變化情況，調整機床相應的幾何精度，使之在允許的誤差范圍內。在整個過程中，以墊鐵來調整水平為主，同時也可以調整導軌上的鑲條和預緊滾輪等。

在保證數控機床的本身穩定的情況下，通過調試調整機械手與主軸、刀具庫之間的相對位置；調整托盤與交換工作臺面的相對位置；預調整精度檢驗可將機床幾何精度調整到出廠精度。

3.3 機床定位精度的檢驗

由于數控機床的的動作主要靠數控編程的指令來實現，因此定位精度決定于數控系統和機械傳動誤差。數控裝置控制著機床各運動部件的運動，而各運動部件在程序指令控制下所能達到的精度直接反映加工零件所能達到的精度，所以，定位精度是一項很重要的檢測內容

定位精度主要檢測以下內容。

①各直線運動坐標軸的定位精度和重復定位精度檢驗。

②直線運動的原點返回精度檢驗。

③直線運動失動量檢驗。

④回轉軸運動精度檢驗。