影響數(shù)控加工精度的主要因素分析及提升策略探討

程天鵬

（新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453000）

在現(xiàn)代化機械制造業(yè)中，數(shù)控機床已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，而且正在朝著高精度、高效率和智能化的方向發(fā)展。其中，加工精度是數(shù)控機床最重要的性能指標，是衡量機械數(shù)控加工技術(shù)水平的一個重要標志。現(xiàn)實中，數(shù)控機床的加工精度會直接影響到加工成品的質(zhì)量，尤其是在航空航天等精密制造領(lǐng)域，對數(shù)控加工精度的要求非常之高，必須想方設(shè)法地提升數(shù)控加工精度。文章正是基于這一出發(fā)點，對影響數(shù)控加工精度的主要因素進行了分析，并就如何提升數(shù)控加工精度進行了探討，希望對推動數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展以及更好地應(yīng)用能夠有所借鑒。

1 數(shù)控加工精度的影響因素分析

（1）加工原理誤差。在加工一些零件對象時，有時不可避免地會采用一些近似的刀具輪廓或加工運動軌跡來完成加工，而近似就意味著誤差，由于這種誤差是因為加工原理導(dǎo)致的，所以習(xí)慣上被稱為加工原理誤差。加工原理誤差有時難以避免，只要誤差在可以接受的范圍內(nèi)，那么加工方式就是可行的。

（2）刀具制造誤差和磨損。刀具本身也是一種產(chǎn)品，其制造過程中就會存在誤差，而且刀具在安裝的過程中也會存在誤差，這些都會影響到數(shù)控加工精度。此外，隨著生產(chǎn)進程的持續(xù)，刀具一般都會發(fā)生磨損，而且當(dāng)其磨損值達到一定程度后，會造成零件的表面加工質(zhì)量嚴重下降，進而降低數(shù)控加工精度。

（3）位置誤差?，F(xiàn)實中，很多零件設(shè)計對其表面、軸線等都有形位公差要求，必須確保加工后的零件滿足這些設(shè)計要求，否則就會影響到零件的后續(xù)使用性能和裝配質(zhì)量。而在機械加工過程中，因為機床的傳動間隙、彈性變形或者刀頭需要克服摩擦力等因素的緣故，會使加工后零件的表面、軸線等與理想位置間存在偏差。這種偏差在閉環(huán)隨動系統(tǒng)中可以得到一定程度的修正，所以影響并不明顯，但在開環(huán)的數(shù)控加工系統(tǒng)中，其對加工精度的影響較大。

（4）幾何誤差。數(shù)控加工中的幾何誤差一般由內(nèi)、外兩個方面的因素造成。外部因素主要指因工藝系統(tǒng)受熱變形或加工環(huán)境改變等引發(fā)的幾何誤差；內(nèi)部誤差主要指因數(shù)控機床自身因素而導(dǎo)致的幾何誤差，比如：導(dǎo)軌的直線度、刀具和夾具的幾何準確度等等。

（5）機床定位。機床的定位誤差是影響加工精度的重要因素。在閉環(huán)系統(tǒng)中，可以通過定位檢測裝置來修正定位偏差；在開環(huán)系統(tǒng)中，因為受到較多因素的影響且無法對機床定位進行準確檢測，所以定位誤差對加工精度的影響就比較大。

2 提升數(shù)控加工精度的策略探討

（1）提高數(shù)控機床的設(shè)計合理性。近年來，我國在數(shù)控機床的設(shè)計制造領(lǐng)域取得了一定的進步，但與歐美等制造技術(shù)較先進的國家相比，在數(shù)據(jù)機床的結(jié)構(gòu)設(shè)計上還存在一定的差距。在進行設(shè)計時，一定要堅持等剛度原則，避免因為剛度不均勻而導(dǎo)致的局部變形問題發(fā)生。

（2）控制原始誤差。要實現(xiàn)對原始誤差的控制，首先要做的就是分析原始誤差的產(chǎn)生原因和表現(xiàn)形式，然后采取有針對性的措施進行控制。比如對因工藝系統(tǒng)熱變形而造成的幾何誤差，就可以采用水冷、風(fēng)冷等措施來進行控制；對于因刀具變形而造成的加工誤差，可以通過科學(xué)選擇刀具材料來加以控制；在選擇夾具時，要對零件的坯料材料進行充分考慮，避免位置誤差產(chǎn)生。

（3）科學(xué)制定切削用量。工件的加工階段不同，切削用量也不同，在由半精加工向精加工過渡的精密切削加工中，要通過減少進給量的方式來進行切削處理，從而最大限度地保障工件的加工精度。

（4）提高定位精度。定位精度是數(shù)控機床的一項重要參考精度，主要指在數(shù)控系統(tǒng)的控制下，機床各運動部件所能達到的位置精度。機床的定位精度會對加工精度造成重要影響，比如在多孔加工中，定位精度會直接影響到孔距誤差。鑒于此，對數(shù)控機床的定位精度進行定期的檢測和補償，是保障加工精度的有效舉措之一。

（5）采用實時監(jiān)測技術(shù)。隨著數(shù)控機床加工監(jiān)測技術(shù)的不斷發(fā)展，對數(shù)控機床加工進行全過程、多維度的監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測到的誤差進行實時的調(diào)整和優(yōu)化，是提升數(shù)控加工精度的重要科學(xué)手段。通過采用實時監(jiān)測技術(shù)，可以對加工過程中每一環(huán)節(jié)的誤差都進行有效采集，然后將這些誤差信息反饋給數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的誤差補償模型，進而就能實現(xiàn)對加工誤差的有效補償，進而提升數(shù)控加工精度。此外，還需要對數(shù)控機床工作時的環(huán)境溫度、濕度以及粉塵等信息進行實時監(jiān)測，避免這些環(huán)境因素給加工精度造成不利影響。

［1］ 王欣萍.影響數(shù)控加工精度的主要因素及提升策略［J］.工程技術(shù)（引文版），2016，（6）：186.

［2］ 溫知新.影響數(shù)控加工精度的主要因素及提升策略［J］.科技與企業(yè)，2016，（6）：209.