淺析數控機床加工精度的影響因素與優化策略

摘 要：開展機械工件生產加工活動過程中，對數控車床技術精度的控制，是影響我國機械工件生產加工活動綜合質量水平的重要因素。然而在數控機床加工零件時，產生誤差的因素很多。為提高數控機床加工的精度，本文通過分析數控機床加工精度的影響因素，有針對性地提出優化策略，以期提高零件的加工精度，為實際數控加工帶來一定的應用價值。

關鍵詞：數控機床；加工精度；幾何誤差；定位誤差

在我國現代機械裝備及其工件制造企業中，數控機床設備擁有充足的技術應用空間，為我國機械生產加工技術帶來了極大的經濟收益。在應用數控車床設備，開展機械設備工件生產加工活動過程中，數控車床設備自身所具備加工技術的精度水平，對機械設備工件的實際技術質量和性能表現狀態具有重要影響。因而，提升數控車床設備在機械工件生產加工活動過程中的精度，對提高我國機電工件生產加工活動的質量有重要意義。本文由此圍繞數控車床加工精度的影響因素及其優化策略展開論述。

一、數控車床設備加工精度的影響因素

1.數控機床加工中的位置誤差對加工精度的影響

位置誤差是指加工后零件的實際表面、軸線或對稱平面之間的相互位置，相對于其理想位置的變動量或偏離程度，如垂直度、位置度、對稱度等。數控機床加工中的位置誤差通常指死區誤差，產生位置誤差的原因主要在機床零件加工時由于傳動時產生的間隙和彈性變形導致加工誤差，以及在加工中，機床的刀頭需要克服摩擦力等因素導致產生位置誤差。在應用現代化數控車床設備開展機械工件加工作業活動過程中，通常情況下，如果加工技術人員想要實現對機械工件空間運動位置的精確控制，必須借助伺服電機設備對數控車床加工系統中的滾珠絲杠技術部件施加驅動作用，如果滾珠絲杠部件發生傳動誤差，將直接對機械工件加工作業的精度水平造成明顯的不利影響。而這種現象的存在，也是客觀上引致數控車床設備出現定位精度誤差現象的主要原因。

2.數控機床加工中由于幾何誤差導致的加工精度誤差

數控機床加工中，因為刀具和夾具在受外力和加工中產生的熱量等外界因素的影響下，機床的幾何精度會受到一定影響，機床上加工的零部件會產生幾何變形，從而產生幾何誤差。據相關研究分析，數控機床產生幾何誤差是由內部因素和外部因素造成的。內部因素指機床本身的因素導致的幾何誤差，如機床的工作臺面的水平度、機床導軌的水平程度和直線度、機床刀具和夾具的幾何準確程度等。外部因素主要是指在外部環境和加工過程中的熱變形等因素影響下產生的幾何誤差，如刀具或零部件在切削過程中，由于受熱膨脹、變形，從而產生幾何誤差，影響了機床的加工精度和零部件的加工精度。

3.數控機床加工中由于機床定位導致的加工精度誤差

通過分析長期的零部件加工數據和實踐操作可知，機床定位對于數控機床的加工精度會產生較大影響。數控機床的加工誤差，從結構上看，大多由定位精度引起，其中，機床的進給系統是影響定位精度的主要環節。數控機床的進給系統通常是由機械傳動系統和電氣控制系統兩部分組成，定位精度與結構設計中的機械傳動系統有關。在閉環系統中，數控機床通常可以通過定位檢測裝置防止進給系統中的主要部件產生位置偏差，如滾珠絲杠等部件。而對于開環系統，由于影響因素較多、情況比較復雜，很難進行定位監控，因此對數控機床的加工精度影響較大。

二、數控車床設備加工精度的優化策略

1.通過控制數控機床的原始誤差提高加工精度

要提高數控機床的加工精度，控制數控機床的原始誤差是重要對策。針對產生原始誤差的可能性要進行系統的分析，根據誤差產生的原因和誤差類型要制訂相應的改進措施。在加工過程中，數控機床的位置精度、幾何精度對零部件的加工精度有重要影響，要通過位置控制和幾何精度控制來減少位置誤差和幾何誤差對零件的影響。同時對于加工過程中產生的變形誤差，要用風冷、水冷等方法控制加工過程中的熱變形，減少熱變形誤差帶來的加工精度影響。

2.合理設計機床核心部件避免定位誤差

機床的定位精度對零部件的精度有重要影響，影響機床定位精度的核心部件如進給系統、導軌、工作臺面等的直線度、水平度等。在設計數控機床時，要合理選擇核心部件，例如選擇目前在機床中廣泛使用的滾珠絲杠時，應當充分考慮滾珠絲杠的精度，應當選取和安裝比較成熟的滾珠絲杠技術。滾珠絲杠的支撐同樣不可忽視，滾珠絲杠的支撐與系統的傳動精度密切相關，滾珠絲杠的支撐主要由軸向載荷和回轉速度決定，對數控車床的加工精度有重要影響，通常選用高精度的固定和支撐方式。

參考文獻：

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[2]賀紅曉.數控車床加工精度的影響因素分析及對策[J].科技創新與應用，2016（19）.

作者簡介：劉芳（1982— ），女，碩士，內蒙古機電職業技術學院講師，研究方向：機械制造。