淺析數控機床加工精度的影響因素及提高方法

華雷

摘 要：數控機床是工業生產加工使用的重要設備，其加工精度程度如何，直接影響著加工產品的質量和品質。因此，在實際加工過程中，要找到影響數控機床加工精度的因素，并采取有針對性的解決措施，不斷提升其加工精度。在本文的探討過程中，重點對數控機床的加工精度影響因素進行分析，并提出了一些提高改進方法。

關鍵詞：數控機床；控制原理；加工精度；系統誤差；刀具磨損

數控機床加工是現代機械工業中不可缺少的工藝，一些高精密儀器、設備的生產加工，對數控機床的加工精度要求很高。如果數控機床達不到相應的精度要求，則會影響加工零部件的質量。因此，要在實際加工過程中，認真分析其影響加工精度的因素，并采取合理有效的控制措施。

1 數控機床的基本概況

1）分類。數控機床的種類很多，根據其控制系統原理、功能不同等可以劃分成普通數控機床、點位控制數控機床以及其他種類。隨著現代數控加工機械技術水平的不斷提升，一些具備獨特的性能的數控機床，也正在被開發設計出來，用以滿足多樣化的加工需要。

2）數控機床的特點。數控機床的特點是加工精度很高，常用于比較復雜的異形零部件加工，加工零件的質量可靠穩定，并且可以實現自動化、半自動化操作，生產加工的效率較高。不過，數控機床的投資成本較高，設備內部系統復雜，維修難度大，需要專業的技術團隊才能進行維修等。

3）數控機床的構成。數控機床的構成主要包括軟件系統和硬件設備。軟件系統主要是輸出、輸入設備，信息傳輸、分析處理系統等。硬件設備包括數控裝置（CNC） 、伺服單元、驅動裝置、可編程控制器（PLC）及電氣控制裝置、輔助裝置、機床本體及測量裝置等。

2 數控機床加工精度的主要影響因素

1）測量系統誤差。測量系統誤差，是在數控機床加工作業時，由于測量基準的誤差和測量裝置安裝傾斜、變形引起的誤差，這種誤差一般是因為測量尺安裝的阿貝（Abbe）誤差一級測量線路誤差等造成的。

2）控制系統誤差。控制系統誤差是由于控制系統的靈敏度較差，容易出現零點飄移等造成的。控制系統誤差的根源在于控制系統在使用時，不夠穩定。

3）工藝編程誤差。工藝編程誤差，是在實際加工制作時形成的誤差。加工作業時，要根據零部件的形狀和外形尺寸對其加工參數進行設定，如果留出的零部件余量不足，或者過大等，都會導致出現零部件的加工尺寸精度與設計圖紙不相符。

4）機床內部系統設備誤差。機床內部系統設備誤差，主要包括刀具系統誤差、結構誤差機床內部組件移動過程中出現的垂直誤差以及工作臺運動誤差等。這些誤差也會給加工精度造成直接的影響。

5）加工過程中誤差。在機床加工作業時，如果零部件溫度劇烈升高，并且不同零部件直接的溫度差異較大，在這種情況下，就會出現由于溫度差異引起的加工零部件形變，如果形變較為明顯，則會影響加工精度。另外，加工作業時的電磁波干擾、電壓波動以及粉塵、加工濕潤度等，這些不同的場外因素，都會給加工精度帶來一定影響。

3 解決加工精度的對策

以上是對影響數控機床加工精度的主要因素進行分析，為了提升改進機床加工作業的精度，在本文的研究中，結合經驗和其他方面的理論研究，提出了如下幾個方面的該機措施：

1）從技術上提高加工精度。技術工藝對數控機床零部件加工精度有著非常直接的影響，因此，要在技術工藝上下功夫。要在設計、加工工藝上，針對不同類型、不同材質的加工零部件，進行技術升級創新。找到不同材質零部件加工的合適方法和適合的技術工藝。控制好加工零部件的尺寸和加工精度，要做到技術工藝匹配到位。

2）從刀具軸承方面提升加工精度。刀具的切削、軸承的轉動是影響數控機床加工精度的重要因素。所以，要選擇高質量的刀具，并且根據加工零部件的材質不同，選擇合適的刀具類型。在實際加工作業時還要注意加工零部件的切削力度、深度以及精度要求等，隨時調換合適的刀具。在軸承使用方面，要使用摩擦阻力小，轉動光滑穩定的軸承。

例如，用水靜壓電主軸替換傳統的皮帶傳動式主軸，對于提升數控機床的加工精度來說，具有十分重要的意義。相比傳統滾動體軸承，由于作為潤滑介質的空氣粘度很小，空氣靜壓軸承具有摩擦磨損小、發熱少、耐高低溫和壽命長等優點，同時氣膜的誤差均化效應使得其具有非常高的回轉精度，這些優點可以使得空氣靜壓電主軸能夠達到很高的運轉速度和旋轉精度，從而具備實現高速和高精度切削的條件。空氣靜壓及水靜壓軸承電主軸配置高檔數控機床，為了實現高精度、高表面質量加工和高效率加工，在精密電子產品和光學零件等領域具有非常大的應用前景。液體靜壓主軸的市場主要是各類精密超精密機床，其中又以高精度磨床為主。

3）從操作者上解決加工精度。要規范操作者的操作行為，讓操作者養成遵守工藝紀律的好習慣，加大工藝紀律檢查力度，發現違紀行為要及時制止。嚴禁私自更改切削深度、轉速、進給等。

4）從設備上解決加工精度。定期對設備進行維護保養，尤其是影響加工精度的控制系統、測量系統、工作臺等要定期進行檢查，對機床液壓及側滑單元定期檢查，杜絕跑冒滴漏及控制故障，保證機床機械部件之間潤滑良好，減少磨損。

5）定期對設備進行維護保養。數控機床設備日常作業強度較大，一些特殊的零部件極易受到磨損，一旦出現磨損嚴重或者其他問題，就很有可能給機床設備的加工精度造成不利影響。所以，技術人員要對數控機床的設備進行定期檢查和維護，觀察設備精度控制儀器、定位精度、切削系統靈敏度、刀具的磨損程度以及鉆頭的模塑情況等，要保證這些影響加工構件精度的關鍵部位和設備符合加工精度要求。

4 結語

數控機床是加工生產制造過程中必不可少的機械設備，很多精密構件的加工，都需要達到一定的精度控制標準。因此，在實際加工作業過程中，技術人員要認真分析影響加工精度的因素，并結合實際加工生產技術質量要求，采取科學的精度控制方法和措施，保證加工精度不斷提高。

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