影響數(shù)控機床加工精度的3大因素及2大對策

時間：2020-01-05

1.1 數(shù)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(shù)控機床加工中的位置誤差通常指死區(qū)誤差，產(chǎn)生位置誤差的原因主要在機床零件加工時由于傳動時產(chǎn)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(chǎn)生位置誤差。在開環(huán)系統(tǒng)中位置精度受到的影響是很大的，而在閉環(huán)隨動系統(tǒng)中，則主要取決于位移檢測裝置的精度和系統(tǒng)的速度放大系數(shù)，一般影響較小。

1.2 數(shù)控機床加工中由于幾何誤差導致的加工精度誤差

數(shù)控機床加工中，由于刀具和夾具在受外力和加工中產(chǎn)生的熱量等外界因素的影響下，機床的幾何精度受到影響，機床上加工的零部件產(chǎn)生幾何變形，從而導致產(chǎn)生幾何誤差。據(jù)研究，數(shù)控機床產(chǎn)生幾何誤差的主要原因無外乎以下兩種：內部因素和外部因素。機床產(chǎn)生幾何誤差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(huán)境和加工過程中的熱變形等因素影響下產(chǎn)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(chǎn)生幾何誤差，影響了機床的加工精度和零部件的加工精度。

1.3 數(shù)控機床加工中由于機床定位導致的加工精度誤差

通過長期的零部件加工的數(shù)據(jù)分析和實踐操作看出，機床定位對于數(shù)控機床的加工精度有較大影響。數(shù)控機床的加工誤差，從結構上看，多由定位精度引起，其中機床的進給系統(tǒng)是影響定位精度的主要環(huán)節(jié)。數(shù)控機床的進給系統(tǒng)通常由機械傳動系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)兩部分組成，定位精度與結構設計中的機械傳動系統(tǒng)有關。在閉環(huán)系統(tǒng)中，數(shù)控機床通?？梢酝ㄟ^定位檢測裝置防止進給系統(tǒng)中的主要部件產(chǎn)生位置偏差，如滾珠絲杠等部件。而對于開環(huán)系統(tǒng)，由于影響因素較多、情況比較復雜，無法進行定位監(jiān)控，所以對數(shù)控機床的加工精度影響較大。

2.提高數(shù)控機床加工精度的對策

在數(shù)控機床的加工過程中，其所加工的零部件的精度直接影響產(chǎn)品的質量，部分機械零部件和精密設備的零部件對加工精度的要求非常高，提高數(shù)控機床的加工精度是解決問題的關鍵所在。通過廣泛的研究與分析得出，提高數(shù)控機床的加工精度的對策大致有以下幾種方法：

2.1 通過控制數(shù)控機床的原始誤差提高加工精度

數(shù)控機床加工過程中，誤差本身是不可避免的，被加工零件與數(shù)控機床之間存在必然的誤差，這種一定存在的誤差稱為原始誤差。

因此，要提高數(shù)控機床的加工精度，控制數(shù)控機床的原始誤差是重要對策之一。針對產(chǎn)生原始誤差的可能性要進行系統(tǒng)的分析，根據(jù)誤差產(chǎn)生的原因和誤差類型要制定相應的改進措施。機械零件在加工過程中，數(shù)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(chǎn)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。同時對于位置誤差，要合理選擇適合零件材質的刀具，避免刀具變形，同時根據(jù)被加工零件的胚料形狀選擇合理的夾具，有必要的情況下要針對零部件的形狀尺寸專門設計夾具，避免產(chǎn)生位置誤差。

2.2 合理設計機床**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**部件如進給系統(tǒng)、導軌、工作臺面等的直線度、水平度等。在設計數(shù)控機床時，要合理選擇**部件，例如在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(tǒng)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(shù)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。并且設計過程中應嚴格對滾珠絲杠的承載能力要進行相關校核。

而拖鏈，作為機床外防護的一部分，現(xiàn)在對機床來說已經(jīng)不可或缺。由于其鏈節(jié)結構，在跟隨刀架運動時，也會產(chǎn)生一定的振動，這種振動，會直接傳遞到刀具上，較終會對加工精度造成一定的影響。

因此，拖鏈的性能，大大決定了機床精度。易格斯的E6系列拖鏈，經(jīng)過特殊設計，可以較大地降低振動和噪音，把拖鏈運動給機床精度帶來的影響降低到較低。

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