提高數(shù)控機床加工精度的幾點思考

0　引言

在數(shù)控機床中，精度的表示主要是由誤差大小來表示的，具體精度分為兩種，包括靜態(tài)精度和動態(tài)精度。其中靜態(tài)精度指的是在機床不工作不切削的狀態(tài)下檢測出來的，主要指標為機床本身的幾何精度以及定位精度，這種精度對于機床精度的檢測來說只能表現(xiàn)機床的原始精度；動態(tài)精度顧名思義則是機床在切削過程中所檢測和達到的精度，該精度值的測量包括了機床的原始精度以及在加工過程中環(huán)境以及工藝問題影響后的精度表示，包括了加工過程中選用的刀具、工件、振動等帶來的誤差。在機床的生產(chǎn)過程中對于機床的動態(tài)精度不能有效的控制，能夠保證的就是機床的靜態(tài)精度，原始制造的精度，數(shù)控機床的加工精度則有很多方面的影響因素，這將是下文的主要探討內(nèi)容。

1、數(shù)控機床加工精度的影響因素

1.1 機床本身的誤差　在大量的數(shù)據(jù)和統(tǒng)計中表明，機床的65.7%以上，在安裝時就不能完全符合其相關(guān)指標標準，在工作當中90%的數(shù)控機床都處于一個失準的工作環(huán)境和狀態(tài)下，這種情況就決定了機床工作狀態(tài)監(jiān)控的重要性，機床精度的測試對于機床精度的保障來說是一個必要的基礎(chǔ)，能夠?qū)α慵募庸ぞ雀玫谋Ｕ稀?/p>

1.2 溫度影響　除了機床本身的精度誤差之外，機床在車間環(huán)境下的運作也會受到影響，包括車間的溫度浮動，電動機的發(fā)熱以及接卸摩擦、介質(zhì)影響等，這些問題都會對機床的形態(tài)以及精度造成一定程度的影響，機床的溫度變化就會出現(xiàn)調(diào)整精度的喪失，對機床的精度以及加工工件的尺寸和精度有所影響。同時，溫度升高也使軸承間隙發(fā)生變化，進而影響加工精度。另一方面，溫度升高使溫度分布不均勻，造成各零件或零件各部分之間的相互位置關(guān)系發(fā)生變化，從而造成零件的位移或扭曲。

1.3 反向偏差　所謂的反向偏差指的是在數(shù)控機床的工作中由于坐標軸在傳動過程中造成的反向死區(qū)或者反向間隙造成的誤差現(xiàn)象，也可以成為反向間隙或者失動量。對于采用半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的數(shù)控機床，反向偏差的存在就會影響到機床的定位精度和重復定位精度，從而影響產(chǎn)品的加工精度。

1.4 間隙誤差　數(shù)控機床的加工過程中需要用到傳動鏈，傳動鏈的運轉(zhuǎn)會產(chǎn)生一些間隙，這些間隙就容易造成誤差，尤其是在電機運轉(zhuǎn)過程中機床沒有產(chǎn)生運動，這就會造成數(shù)控機床的震蕩或者較大的誤差問題。

2、數(shù)控機床加工精度的提高措施

2.1 機床的選用　由于機床本身的精度也有差別，這就需要我們在機床的選擇上要注意機床型號以及精度的選擇，目前數(shù)控機床位置精度的檢驗通常采用國際標準ISO230-2 或國家標準GB10931-89 等。在機床的選擇中還要對標準有所注意，這是由于標準的不同也會造成精度的差別。

2.2 零件的控制　滑動軸承的機床可以選用耐磨性較好的軸承，從而保障機床的工作精度。

2.3 對車間環(huán)境的控制　減少熱源：重點放在主軸軸承的轉(zhuǎn)速、間隙調(diào)整及合理的預(yù)緊。對于推力軸承和圓錐滾子軸承，因其工作條件差發(fā)熱較大，必要時可以改用推力角接觸球軸承代替，以盡量減少某些零部件的摩擦發(fā)熱。隔熱：使熱源遠離主軸，如將電動機、變速器隔離、采用分離傳動等。散熱：加強潤滑冷卻、采用油冷、風冷等方式、加快熱量散發(fā)。減少熱變形的影響：無論采用何種方式，只能減少熱變形而很難完全消除熱變形，因此還應(yīng)該采取措施，以減少熱變形的影響。

2.4 反向偏差的控制　由于反向偏差會造成設(shè)備的精度變低，并且隨著機床的應(yīng)用時間越久，磨損越大，誤差也會越來越大，這就需要在機床的應(yīng)用過程中對于反向偏差進行定期的檢測和補償工作，從而盡可能的減少誤差，提高機床工作精度。

2.5 誤差補償　誤差補償指的是在對數(shù)控機床加工中將定軸的位置做相應(yīng)的記錄，此外，結(jié)合相關(guān)的記錄數(shù)據(jù)和實際的測量結(jié)果進行比較，了解誤差值，并且在操作中在軸上選定測量的基準點，記錄下運行中的誤差值，輸入到相關(guān)的控制系統(tǒng)內(nèi)，這樣可以很好的控制不同點的軸運動和誤差時間。如果所測量點的數(shù)量越多，說明螺距所需要補償?shù)恼`差效果就越明顯，這種誤差補償技術(shù)的前提是建立在數(shù)控機床坐標系下的，確定數(shù)控機床坐標系的重要參數(shù)是參考點，因此，一定要保證所選擇的參考點的誤差值是零。

2.6 反向間隙誤差的補償　由于數(shù)控機床中反向間隙誤差的影響，所以在數(shù)控機床的設(shè)計中必須對反向間隙誤差充分重視，并且采取有效的解決措施。但是不可否認的是，間隙是存在的，所以我們要做的是通過螺距誤差補償技術(shù)對機床運轉(zhuǎn)過程中的各點反向間隙進行記錄，并且通過數(shù)控機床的控制系統(tǒng)對反向運動直接進行誤差的補償操作，從而利用參數(shù)的設(shè)置和數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)定來減小誤差。

2.7 技術(shù)的完善　機床的精度隨著科技的發(fā)展也在不斷的完善和進步，機床精度從原來的微米級再向著納米級進步，其中還需要更多的研究和發(fā)展，尤其表現(xiàn)在軸承技術(shù)上，避免軸承技術(shù)的遲滯是發(fā)展的難題之一，遲滯現(xiàn)象對于定位的精度影響尤為重要，在研究中發(fā)現(xiàn)靜壓軸承技術(shù)能夠?qū)C械的遲滯現(xiàn)象有所解決，所以在高精度的數(shù)控機床加工中得到了大量的應(yīng)用。

3、結(jié)語

綜上所述，在數(shù)控機床的加工工作當中，對于數(shù)控機床的精度影響因素有很多，對于這些影響我們要綜合分析，從多方面盡可能的降低誤差，實現(xiàn)加工精度的有效提升。

來源：網(wǎng)絡(luò)

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