試析數控機床加工中的誤差原因及其改進措施

劉禮平

四川九洲電器集團有限責任公司 四川綿陽 621000

在當前我國社會經濟全面發展的環境下，各個行業對工業產品需求量逐漸提升，給工業批量生產零件和生活用品在加工效率和生產質量方面提出了新的標準，在這種環境下，讓數控自動化生產設備得到了諸多領域的關注和應用。數控機床自身具備運行效率高、自動化水平強、適應能力優等特性，特別是對一些繁瑣零件加工有著無法比擬的優勢，這也是由于不管怎樣繁瑣的零件，只有設定了完善的工藝路線，同時實現加工流程設定，都可以在計算機的引導下，由數控機床自動完成，嚴格按照設計流程進行，在保證零部件加工質量的同時，也能提升零部件加工效率。并且，在進行數控機床加工時，時常由于各種因素給數控機床加工精度帶來影響，在某種程度上弱化了企業生產效率和水平。所以，全面提高數控機床精度是當前機械生產重點處理的內容。

1 數控機床加工誤差分析

經濟性數控機床對零部件加工，應用設施主要以步進電機開環伺服系統或者半閉環伺服系統為主，在此過程中，將會由于受到各種因素影響，使得加工失誤現象出現。首先，在數控機床自身因素的作用下，因為數控機床所應用的構建精度有待提升，再加上數控機床配備環節中出現失誤，使得零部件在加工過程中，自身精度不滿足工作需求[1]。鑒于這種誤差因素，通常通過采取更換高精度零部件方式處理，或者對各個環境進行把控，提升數控機床精度。此外，針對一些技術能力能夠滿足相關標準的企業，則需要采取對步進電機中開環伺服系統適當更換，讓其轉變成閉環伺服系統，從而實在加工精度的提升。其次，在工藝操作方面。一些零部件在加工中，因為數控機床和零部件自身出現加熱變形狀況，使得切削、震動等細節位置存在誤差。為了將該誤差進行處理，則需要通過建設補償模型方式進行處理，但是在具體操作過程中，難度比較大，因此要求對提升數控機床零部件建工精度進行深入探究。

2 數控機床加工中的誤差原因

2.1 機床自身因素

從數控機床自身角度來說，導致誤差因素出現的因素在于，控制系統和傳動系統兩個方面。首先，從控制系統角度來說，在數控機床開環控制系統中，由于沒有設定對應的反饋模板，在零部件加工過程中，實際參數將無法在系統中展現，導致伺服系統自身出現誤差。其次，在閉環系統中，即便可以實現加工工件位置信息的反饋和核查，但是因為受到各種因素影響，導致其也會出現不同程度的誤差現象。并且，半閉環控制系統中傳送機制因為沒有融合其中，也會出現一些誤差。而從傳統系統誤差角度分析，因為數控機床在運行過程中存在一定系統性，但是當前部分數控機床功能水平存在偏差，在實際加工中將會發生超程等狀況，這些現象的出現，都會給數控機床加工精度帶來影響。

2.2 加工工藝因素

結合當前情況來說，現階段從事數控機床加工工作的人員不管是在職業操守方面，也是職業素養上都有待提升，在實際操作環節中，沒有按照加工標準和要求進行操作，在加工路線設定不合理的環境下，將會發生加工誤差現象[2]。除此之外，在加工刀具切入和切出點位置不合理的狀況下，因為刀具運行線路已經基本固定，因此無法對加工流程加以科學把控，從而使得數控機床加工精度不斷下降。

2.3 工件定位因素

在應用數控機床實現零部件加工時，零部件在夾具中位置多多少少存在差異，所以在加工操作完成以后，因為位置設定不合理，其加工產品也會出現一定誤差。特別是定位基準和零部件配置不相符的情況下，運行路基和基準位置差異較大，導致加工誤差出現。

2.4 加工路線因素

在應用數控機床實現對零部件加工處理時，刀具實際路線將會給加工精度帶來影響。因為刀具在實現“退刀”或者“換刀”中將會存在一些誤差，使得更換刀具以后，在加工表面上留下一定刮痕。并且，假設刀具存在一定磨損現象，在換刀或者對刀時也會造成刀具損傷。如果零部件基材在裝夾中和刀具對應位置出現偏差，使得數控機床線路存在失誤，影響加工精度。在相對比較繁瑣的零部件加工過程中，由于刀具和零部件之間長時間摩擦形成一定熱量，在這種情況下，導致刀具和零部件對應位置出現不同程度的變化，這就因為刀具和零部件之間材料的差異而使得熱膨脹系數不同導致的，在這種情況下，也會出現加工失誤。

3 數控機床加工中誤差的改進措施

3.1 加工工藝的優化與提升

因為加工工具直接影響數控機床方式和流程，因此，結合零部件設計土質和要求綜合思考采用的零部件加工方式，結合規范要求設定對應的加工原點以及加工流程，從而減少加工環節中出現的累積誤差。通過提升定位精準方式，保證零部件加工效率和質量，防止刀具在加工過程中，切入點和退出點不合理，或者定位不精準，給零部件加工精度帶來影響[3]。通過優化加工工藝，不但可以實現刀具找正處理，還能以此為依據，實現加工流程編制和明確，降低在零部件加工過程中由于定位不精準而引發的加工誤差，確保零部件加工質量。

3.2 數控機床的合理選擇與使用

因為相同類型數控機床在先進水平和加工精度上存在明顯的差異，因此，在開展數控機床加工工作時，需要對數控機床加以科學選擇和應用。一般情況下，對簡單零件或者加工精度標準比較低的情況下，可以綜合思考選擇加工精度比較小的數控機床實現加工，這樣能夠實現零部件加工的目標，同時也能減少精度高機床應用效率，降低數控機床磨損程度。針對結構比較繁瑣的零部件加工，需要采用綜合能力比較高的數控機床，因為先進的數控機床不管是在震動方面，還是環境上，收到的影響比較小。并且具備的誤差補償功能比較強，能夠有效的提升加工精度，防止由于磨損等問題影響加工效率和進度，從而促進數控機床加工水平的提高。

3.3 加強定位誤差處理

一般情況下，定位誤差一般源于夾具，因此，要想降低定位誤差，需要從夾具應用方式方面入手，科學設定定位基準，從而避免發生定位誤差擴大化現象。首先，需要從數控機床基準設定方面進行，提升其基準精度，并且應該根據數控機床定位精度，選擇對應的加工方式，特別是應該對PLC 程序加以合理把控，防止定位誤差現象的出現。其次，需要防止加工零部件和夾具之間發生移位現象，并且對加工工件位移誤差進行科學控制。對于經濟性機床，應該加裝對應的檢測系統，并在該系統的作用下實現對加工工件位移情況的控制，從而提升數控機床加工精度。通常情況下，數控機床加工精度公式在于，數控機床加工車削表面粗糙度=每轉進給的平方×1000/刀尖R×8[4]。

3.4 提升數控機床調整精度

數控機床加工精度較低，一般情況下是因為數控機床調整不合理或者養護不到位造成的，為了減少數控機床加工誤差現象的出現，應該在開展加工工作之前，對數控機床加以科學養護和管理，并通過定期檢查和維護方式，對數控機床主體結構和附屬零部件等質量核查，明確之間關系。并且，在保證完成加工工作以后，對數控機床進行檢查和維護，從而確保數控機床各個零部件都能處于穩定運行狀態。存放機床的車間應該做好濕度、溫度管理工作，確保數控機床存放合理，防止加工數控機床震動給加工質量帶來影響。

3.5 改革數控機床自身誤差控制方法

為了實現對數控機床自身誤差現象的把控，需要從控制系統誤差方向進行。操作人員需要對數控機床結構和性能有深入的了解，根據數控機床實際狀況，實現對數控機床線路的優化。并且，做好數控機床加裝反饋工作，實現對加工過程的把控，減少誤差現象出現。并且，在控制傳動系統誤差過程中，需要結合當前經濟性數控機床出現的誤差，需要做好其傳動系統優化工作[5]。一方面，從傳動元件方向入手，提高結構剛度，防止數控機床在運行中發生震動現象。另一方面，應該適當的降低傳動元件之間間隙，并且，要想防止因為溫度而造成的傳動不平穩現象，則需要適當的提高傳動鏈剛度和耐熱性，從而保證其傳動過程的平穩性和可靠性。

4 結語

總而言之，數控機床加工作為一個技術性比較高的工作，需要操作工作人員掌握專業知識和技能，并對加工精度有深入了解，明確加工精度影響因素。因此，要想有效的提升數控機床加工精度，保證加工質量，操作工作人員需要結合對數控機床加工誤差產生因素，從數控機床自身、加工工藝等方面進行處理，科學設定處理對策，減少數控機床加工誤差現象出現，保證數控機床加工安全穩定。